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《潘宁效应存在时的气体击穿理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、一九八五年南京工学院学报凡3第三期JOUR尺A工,OFNA尺Jl父Gl又ST工TUTEOFTECH又OLOGY1985潘宁效应存在时的气体击穿理论高树香杨勇张岚,并导摘要提出分析混合气体击穿过程的机理出混合气体中的电离、。系数击穿eAf电压的理论公式利用计算机作图打印出H一混合气体的、。er电离系数击穿电压随H一A不同混合比变化的理论曲线理论上计算.。得e一Ar01肠左右,,H混合比在时潘宁效应最显著击穿电压最低推。得的理论曲线与实验测量获得的曲线较好的符合一、引言。气体放电的击穿问题是气体放电研究中最基本最主要的问题
2、之一,、「‘」。对纯气体击穿理论通常人们采用汤生理论巴邢定律,、随着现代化工业的发展实用中很多类型的气体器件(包括气体激光器新型光源等)。,,充有混合气体对于混合气体击穿电压的研究特别是利用潘宁效应降低击穿电压的研究。,显得越来越迫切降低击穿电压对气体器件本身的性能和对外部线路的要求关系密切可降。低电源的功率要求汤生击穿理论指出决定气体的击穿主要在于空间的电离系数,即一定能量的电子在电场。方向运行单位距离所能产生的电离碰撞数当混,。合气体在产生潘宁过程的条件下其空间电离机理就非常复杂为了进行理论分析,、,aa我们设想空
3、间电离系数由主气体的电离系数掺入杂质气体的电离系数及潘宁过程而a。。,,产生的电离系数三部分组成显然其电离系数随着两种气体的不同混合比而变化这。er种变化直接地影响击穿电压的变化本文根据上述设想主要研究H一A混合气体的击穿理,,。论推出不同混合比时对击穿电压影响的理论公式二、基本理论与分析,a;,H。一A,混合气体的根据我们的假设潘宁效应对电离的贡献可以用电离系数表示总电离系数为.木文于1984;{几11月14日收到高树香:电子工程系讲师;杨男:.匕子工理系八四叫毕业人抖生;张岚南京门一创:第3期高树香等潘宁效应存在时
4、的气体击穿理论a一al十,a3a+。这就是把混合气体的电离过程看成由以上三个电离过程构成,,。a建立了混合气体电离的模型后为了定量地计算电离系数首先对电子能量进行讨论电子能量的分析当放电空间建立起电场时,电子在迁移过程中一方面从电场获聚能量,另一方面和气体中的粒子频繁地碰撞而损耗能量。(包括弹性碰撞和非弹性碰撞而损失的能量)放电空间电子:能量的得失具体分析如下,,电子在混合气体的均匀电场空间中沿电场反方向迁移d二电子能量的变化与电距离时。子从电场获得的能量和电子损失的能量之差相平衡其表示式为一。eu‘一。%一。。,。斗
5、。,dEd[fQ叉厂牙Q。Z戈+万犷认矛二Q]d(2):。;:eu,;。二式中为电子电荷量刀为电场强度d为电子能量的变化值Ed为电子从电场获;。。,。二;,:得的能量fQd为电子弹性碰撞而损失的能量f为弹性碰撞的损失率取其中f一2·66〔’〕盖(3),、。,e,,.l二二M分别为电子原子的质量(2)式中艺犷矛Qd为电子与主气体发生非弹性,:。n,,。e碰撞而损失能量其中厂为主气体能级的激发电位牙为其激发几率艺厂二示Z、,、Qd为电子与掺杂气体发生非弹性碰撞而损失的能量同理厂认矛二为掺入气体的激发电。。、,、Z位与对应的
6、激发几率式中QQQ分别为电子在电场方向单位距离中与混合气体粒子、主气体粒子、掺入气体粒子钓碰撞数。。。〔’习,显然在低能电子状态取Q一1越为碰撞数是不精确的由气体动力学理论知电子的迁移速度为一0.75以E/。公,(附4):;;。;公,式中之为电子平均白由程百为电场强度为电子质量为电子热运动的平均速度则电子在电场方向的平均自由程为S一不云/凡。一0.75eE只子/。石2.(5)/用等效电2‘,e:‘,,压表示电子取最可几速度时的能量为所以S=0.44几E/u,.(子6)则电子在迁移单位路程中总碰撞数为.Q。=1一u,04
7、4几E.7)/S/音(同理可得,电子与主气体的碰撞数为.’Q、一,‘,/44凡,0子E(8)电子与杂质气体的碰撞数为南京工学院学报1985平,,二到,“~~~‘~~~~,招,~一一一一一一~一一一一一.一Z=:‘,44几Z一一Q/0E一(9)、。:式中瓜兀分别为电子与杂质气体碰撞的平均自由程一2)式取极值,对(令du,%一0/d(10)、、、,并将(3)(7)(8)(9)式的数值代入(10)式可得,·:一/尸、、,E矛一二月l一二一娜万t’-认矛认生J圣、尸/「(5.31之合:):一2:陈夙卜艺厂“声,J
8、觅一础斌,
9、‘了、一、、(会)(11)E尸了,M5.31之孟斤了式中:几。:、几。2为主、杂气体在133.322Pa下电子的平均自由程;P,、尸2分别为主气体与。杂质气体的分气压11),电子,由(式可看出能量决定于电场强度与总气压的比值和电子的非弹性碰撞损失。,。能量有关在一定的E/尸值下非弹性碰撞损失越大电子能量越低而电子的非弹性碰撞损2,
