高电压技术 第一章第三节 自持放电条件

第三节 自持放电条件
⑵ α过程和γ过程引起的电流
设阴极表面单位时间内发射的电子数为nc
外电离因素产生的电子数—n0
nc
前一秒钟产生出来的正离子在阴 极上造成的二次电子发射所产生 的电子数—γnc(eαd－1) 二次电子发射的形成过程
na nc
d
nc个电子到达阳极后， 产生总电子数为：na ＝nceαd
产生的新电子数
每产生一个自由电子的同 时，会产生一个正离子
为：nceαd－nc
正离子沿电场运动，撞击 正离子撞击阴极表
产生的新正离子数 阴极造成二次电子发射 面产生的电子数为
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Sichuan University 第三节 自持放电条件
一．非自持放电和自持放电
⒈ 非自持放电和自持放电的概念
非自持放电——去掉外电离因素的作用后放电随即停止； 自持放电——不需要外界因素，仅由电场作用而维持的放电过程。
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说明：在不均匀电场中各点的电场强度E不一样，所以各处的 α 值也不同。
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第三节 自持放电条件
当自持放电条件得到满足时，就会形成图解中闭环部分所示的循环不息的状态， 放电就能自己维持下去。
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第三节 自持放电条件
4. 汤逊理论的不均匀电场中的电压
⑴ 汤逊理论的自持放电条件
γ(e∫d0 α dx－1) ＝1
提出气隙放电电流和击穿电压的计算公式
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γ过程 ⑴ γ的概念
第三节 自持放电条件
正离子表面电离系数γ——表示一个正离子沿电场方向由阳极向阴极运动，
将上式两边乘以电子电荷qe
若γ=0I，则II0＝1I0eαd(e，ed即d 只 1有)α过程；
若
，当I0＝0时，I＝0
若 1 (ed 1) ，0 当I0＝0时，I≠0
School of1 Ele(cetridcal1E) ng0ineering and Information SEEI
带电粒子的产生和消失 电子崩 自持放电条件 起始电压与气压的关系 气体放电的流注理论电 不均匀电场中的放电过程 放电时间和冲击电压下的气隙击穿 沿面放电和污闪事故
School ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱf Electrical Engineering and Information SEEI
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d
结论： 若1－γ(eαd－1) ＝0，即使I0=0 （除去外界的电离因素）， 放电能维持下去。
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第三节 自持放电条件
⒊ 汤逊理论的均匀电场中的电压
⑴ 汤逊理论的自持放电条件
γ(eαd－1) ＝1
物理意义：一个电子从阴极到阳极途中因电子崩（α过程）而造成的正离子数为 eαd－1 ，这批正离子在阴极上造成的二次自由电子数（γ过程）应为γ (eαd－1 ) ， 如果它等于1，就意味着那个初始电子有了一个后继电子，从而使放电得以自持。
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第一章 气体放电的基本物理过程
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Sichuan University 本章主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
γnc(eαd－1)
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α过程＋γ过程的分析
① nc个电子行进d距离产生的电子数na
已知 nc＝n0＋γnc(eαd－1) na＝nceαd

na

n0
1
e d (e d
1)
第三节 自持放电条件
na
② 进入阳极的电流（外回路电流）
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第三节 自持放电条件
当电压达到自持放电的起始电压时：
在不均匀电场中，可以出现稳定的电晕放电 在均匀电场或稍不均匀电场中，将发生气隙击穿
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第二节 Sichuan University
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二 汤逊放电理论
第三节 自持放电条件
20世纪初，汤逊根据大量的试验研究结果，提出了适用 于均匀电场、低气压、短气隙时气体放电理论
理论认为，电子的碰撞电离(α过程，即第二节所说的 电子崩）和正离子撞击阴极造成的表面电离（γ过程） 起主要作用
撞击阴极表面产生表面电离的电子数。 正离子向阴极移动，依靠它所具有的动能及位能，在撞击阴极时能引起表面
电离，使阴极释放出自由电子
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