Характеристики газовой среды

Любая равновесная газовая среда, включая воздух, описывается рядом параметров, используемых при расчетах характеристик электрического разряда в газе. Такими параметрами являются: концентрация молекул или атомов газа — n, равная числу частиц в единице объема, давление газа р, температура газа Т. Эти величины связаны уравнением состояния p=nkT (1), где k — постоянная Больцмана, k = 1,380×10-23 Дж/град.

При давлении р0 = 1 атм = 760 мм рт.ст. и температуре Т0 = 0 С = 273 К плотность любого газа имеет вполне определенное значение, называемое числом Лошмидта, n0 = 2,687×1019 1/см3. Тогда при любом другом давлении и температуре n=n0(pT0)/(p0T) или n=(273p)/(273+T1)p0 (2), если температура Т1 в (2) имеет размерность градусов Цельсия.

Под воздействием электрического поля в газе начинаются электрофизические процессы, которые могут привести к развитию электрического разряда. В общем случае электрический разряд — это процесс образования под действием приложенного поля такого состояния в ограниченной области газа, при котором в этой области в результате многих процессов, включая ионизацию молекул, резко возрастает количество заряженных частиц (электронов и ионов) и возникает хорошо проводящий канал.

Характер процессов, ведущих к разряду, их интенсивность, форма разряда зависят не только от напряжения U, приложенного к газовому промежутку, но — в первую очередь — от конфигурации электрического поля и распределения в нем напряженности поля
E = — dφ/dx (3)

Различают однородные, слабо-неоднородные поля и резко-неоднородные поля. В первых двух случаях отношение максимальной напряженности поля в промежутке к ее среднему значению, называемое коэффициентом неоднородности поля kн, составляет 1 (однородное поле) или не превышает 1,3-1,5 (слабо-неоднородное поле). В однородном поле E=U/d. В случае большого коэффициента неоднородности (kн ≥ 4) поле в промежутке является резко-неоднородным.

В зависимости от напряженности электрического поля и степени его неоднородности в газовом промежутке может установиться разная форма электрического разряда. При этом основные электрофизические процессы, приводящие к развитию разряда, во всех газах примерно одинаковы, меняется только их интенсивность. Поэтому, прежде чем рассматривать разные формы разряда, рассмотрим различные электрофизические процессы, которые могут происходить в газе, и их зависимость от напряженности электрического поля.


Комментарии запрещены.





Статистика

Рейтинг@Mail.ru