低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律

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 一、汤逊理论
  1.非自恃放电与自持放电
  OA:电压低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律 电流低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  AB:稳定,外电离因素产里的带电质点分部落入电极,少隙和电流密度小,绝缘状态。
  BC:新的电离——电子碰撞电离。
  非自恃放电:外施电压小于Uo,间隙电流极小,取消外电离因素,电流消失。
  自恃放电:Uo以后的放电,Uo后气体强烈电离,且电离过程可只靠电场作用自行维恃,不再需要光照等外电离因素。
  C分界点,Uo击穿电压。
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  2.电子崩及电子电离系数
  外电离因素使明极出现一个自由电子(光电效应),电场作用加建——碰撞电离——正离子;两自由电子,新的碰撞电离。
  电子数20,21,22……2n雪崩增加。
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  电子崩:因碰撞电离使自由电子数不断增加的想象。
  电子崩过程——a过程,a碰撞电离系数
  定义:一个电子沿电场方向行径1cm长度,平均发生的碰撞电离次数。曲路电流 I=Ioe2d  I1=Ioe2d1  I2=Ioe2d2  I2-I1取对
  图1-5单对数坐标,I-d直线,斜率低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
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  每次碰撞产生一个新电子,则a为单位行程内新电高出的电子数。
  非自恃放电电流变化规律用电子碰撞电离过程解释。
  分析a假设:
  ① 电子动能小于气体电离能,碰撞的产生电离。
  ② 电子动能大于气体电离能,碰撞产生电离。
  ③ 每次碰撞,不论是否造成电离,电子都失去全部动能,从0开始重新加速,两次碰撞间电子沿电场方风吹草动直线运动。
  1cm内,140平均碰撞次数低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律 ,行程x≥xi发生电离,碰撞电离条件低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律≥Wi 即低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  自由行程分布服从统计规律,关于xi概率,低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律或记为低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  则电离系数低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  自由行程低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律 ,空气相对密度低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  Po.To标准参考大气条件下的气体压力和气体分子温度则低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律A常数低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律的单变量函数
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  因此:低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律常数
  得低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律反映每次碰撞平均产生的电子数,电离概率
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律反映电子在平均自由行程上由电场获得的能量
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律过程——正离子引起电离
  3.低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律过程与自恃放电条件
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律过程:电极空间的碰撞电离
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律过程:正离子及光子在阴极表面激发出电子,引起阴极表面电离
  阴极材料逸出功比气体分子电离能小得多,正负离子复合,分子由激励态跃迁回常态,产生光子,引起阴级表面电离
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律:折算到每个碰撞阴极的正离子中在阴极释出的自由电子数。光电离阴极产生一个电子低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律过程 阳极电子数低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律,每次电离撞出一个正离子,电极空间低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律正离子,这些正离子到达阴极表面,撞出电子低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律,电子在电极空间碰撞产生,更多正离子循环。
  阴极发射一个电子,阳极表面进入z个电子
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律级数收敛为低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  单位时间内阴极表面单位面积有低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律个起始电子逸出,稳态后,单位时间进入阳极单位面积电子数低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
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  回路中电流低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
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  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律过程使电流的增长指数规律还快
  d 小电场弱时,低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律过程忽略不计
  I、d实验曲线决定低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律不可能
  实际上低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律意味间隙被击穿,由外回路决定,不依赖外地离因素,由电压自动维持。
  自持放电条件低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  物理解释:一个电子自己进入阳极后,低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律过程,在阴极上产生一个新的替身,天需外电离因素可继结下去。
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  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律与材料逸出功相关
  而且放电显然与电极材料及表面状态有关。

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阴极表面

气体间隙中

阳极表面

第1周期

第2周期

第3周期
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一个电子逸出

低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律个电子逸出

低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律个电子逸出    低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律

形成低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律个正离子

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低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律个电子进入

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 二、巴申定律与均匀电场击穿电压
  1、巴申定律低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律击穿电压
  图1-7空气间隙的低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律曲线,非单调函数,U形曲线,有极小值。
  不同气体低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律及对应的低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律不同
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律极小值不出现在常态,而是出现在低气压,空气相对密度很小的情况下
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  2.均匀电场的击穿电压
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律代入自持放电条件低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
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  达至自持放电E=Eb击穿场强低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律由材料决定,但两次取对数,低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律对Ub影响不了,常数,论以低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律(1-22)
  汤逊理论佐证巴申定律
  巴申定律以实验结果支持汤逊定理。
  (1-21)两边对低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律求导,令导数为O
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  理论,实验都说明Ub有极小值
  U形曲线右半支,Ub随低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律上升增加,低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律 电离减弱低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律电子石易积累能量,电离低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律
  左半支:低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律主要是低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律 ——电子平均行程低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律个,积累的能量低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律但空气密度低,分子数量少;机会少;电子追不到分子,撞进电极了。
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  高气压、高真空都可以提高击穿电压,工程上广泛使用。
  会不会天限提高——不可能——声强高——强场发射,而且高能电子撞阳极,阳极表面气化。
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  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律小即低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律小,低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律电子来不及碰撞应进入阳极
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律大即低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律大,碰撞次数多
 三、汤逊放电理论的适用范围
  汤逊理论在坐低气压,低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律较小的条件下在放电实验的基础上建立,低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律过小或过大,放电机理将变化,不再适用, 低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律过小——气压极低(d不会过小)低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律小即低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律大,低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律 》d来不及碰撞电离,U 一定程度——场致发射导致击穿,碰撞电离理论不适用。
  低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律大——气压高,或d大,现象天使用汤逊理论解释
  (1)放电外形:具有分支的细通道,汤逊理论,放电在全空间连续进行,辉光——电子崩
  (2)放电时间:电子崩几个循队完成击穿,可计算时间,低气压计算符合实况,高压时,实测小于计算。
  (3)击穿电压:低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律小,Ub计算值与实验值一致,低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律大不一致
  (4)阴极材料:低气压下击穿电压与材料、文气压下则无关。
   低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律>0.26cm(pd>200cm.mmHg),汤逊理论计算结果不再适用。
  汤逊理论是将电流很小的滑流过程理论化,忽略了空间比荷的影响,d.低气压下均匀电场自特放电的汤逊理论和巴申定律较大时,不能忽略电子崩对电场的畸变。

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