低压气体直流击穿特性实验报告(自动保存的)

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1、低压气体直流击穿特性实验论文班级：化工1309姓名：申星学号：201325016【摘要】通过直流辉光等离子体实验发生装置，研究氩气的气压与击穿电压的关系,在放电极板间隙及极板材质不变的情况下，得到了氩气的帕邢曲线，给出了氩气的最小击穿电压和最佳击穿条件。【关键词】帕邢定律；放电击穿；击穿电压【实验原理与内容】1.实验原理(1)低气压气体击穿现象气体放电分为自持放电和非自持放电。非ft持放电是指存在外电离原因的条件下才能维持的放电现象。自持放电是指没有外电离因素，放电现象能够在导电电场的支持下自主维持下去的放电过程。气体从非自持放电到

2、自持放电的过度现象，成为气体的击穿。气体发生这种放电方式转化的电场强度称为击穿场强，相应的放电电压称为击穿电压。(2)帕邢定律1889年帕邢研究了低气压(气压l-100Pa)放电的击穿现象，发现低气压气体在平行板电极条件下，其击穿电压Vs是气压和电极间隙之积Pd的函数，并找到了击穿电压的最小值，这-击穿电压与间距和气压乘积的函数关系称为帕邢定律。实验发现：击穿电压与Pd的函数在开始是非线性关系，先卜*降后上升一段,但后来是线性上升的；并且在特定的Pd值时，击穿电压冇极小值，整条曲线成对勾状。对于所有的气体，在低气压范围内，其击穿电压

3、与Pd值的函数曲线具有和似性，这就是帕邢定律的普适性。2.实验内容_测量某低气压值所对应的氩气的击穿电压，并根裾测量数裾绘制出氩气的帕邢曲线。【实验仪器及功能】1.低气压直流辉光放电发生装置：提供气体放电的场所，为气体放电提供电压。2.氩气的控制与调节系统：为实验提供氩气，调节放电管的气压。3.直流数字电压表：读取二极管两端和气体两端电压。4.多量程电流计：测量通过气体的电流。【实验方法与步骤】1.总体方法本次实验主要是测量氩气在4-lOOPa气压下所对应的击穿电压，用所测得数据进行描点，然盾拟合出帕邢曲线。测量时，将气压稳定在一个

4、值，然后不断增大两极的电压，直至显示二极管两端的电压发生突变，记下突变前的两极电压,即作为该气压下氩气的击穿电压，每一个气压对应测量三次，取平均值即为该气压下氩气的击穿电压。2.具体步骤(1)测量两电极之间间距。(2)检查放电管与电源电极之间的连接是杏可靠；电源调压旋扭是杏最小位置：气体流量调节旋扭是否最小位置。(3)打开电源开关；开扃循环水泵，检查循环水是否正常。(1)打开真空计开关。(2)开启机械泵，拙真空至2Pa以下。(3)调节流量计的通气流量，至放电管内气压为lOPa。(4)实验仪的功能选择开关调至“击穿电压”测量档。(5)

5、调节电源的电压输出，可以先快速调节，然后在快到击穿吋缓慢调节电压，直至气体发生击穿现象。读取击穿时的电压.记录气压和电压的数值.把电压降至0V.在缓慢增加电压的过程屮，时刻观察电压表和指示二极管管压降的指示.每个气压条件下，重复3次测量，直到测得比较稳定的击穿电压。不同测量冋合得到的击穿电压变化要小于5%。(6)依次增加气体流量，每次增加5Pa,重复步骤(8)。直至气压达到100Pa。(7)减小气压至lOPa,每次降2Pa,重复步骤(8)。(8)实验完毕后，调节气体流量控制旋钮至最小位置，调节电压至最小值，依次关闭电压、机械泵、冷却

6、水，电源开关。【实验数据分析】1.20-100Pa的实验数据气体压强P(Pa)1015202530354045击穿电压Vs(V)446491534589625642678759456510541583620644670751459497523585621652686760平均值Vs(V)453.667499.333532.667585.667622646678756.667气体压强P(Pa)5055606570758085击穿电压Vs(V)78582887290693697310171066786825862902937983101

7、3106178982386491093498110151063平均值Vs(V)786.667825.333866906935.66797910151063.33气体压强P(Pa)9095100864击穿电压Vs(V)109411181176487448434109311141174484457420109011111175483439435平均值Vs(V)1092.331114.331175484.7448439.7注：平均值为击穿电压三次测量值的平均值。3.放电间隙：50mm【实验结果与讨论】1.根据数据绘制出的帕邢曲线(如图1)

8、2.帕邢曲线分析由图得，气压为6Pa时有最低击穿电压439V。即，最佳击穿条件为6Pa，最小击穿电压为439V。1.帕邢曲线成因分析气体被击穿时满足汤森击穿条件：1+Y=Yead。其中a和^是a过程和Y过程的汤森系数，d是放电电极问隙