实验讲义四--气体击穿电压的测定及帕邢定律验证实验

实验四---气体击穿电压的测定及帕邢定律验证实验

一 实验目的

1 理解直流电气击穿的机制

2 验证帕邢定律

二 实验装置

直流辉光放电等离子体装置

三 实验原理

在直流电气放电中，气体的击穿电压由下式决定：

)()

1

1ln(/ln[pd f Apd Cpd

V b =+

=

γ

上式表明某一特定气体的击穿电压仅仅依赖于pd 的乘积，这一现象被称为帕邢（Paschen ）定律。

最小击穿电压：

将帕邢定律对pd 进行微分并使微商等于零，得到最小击穿电压发生时的

pd 值，

)1

1ln(718.2)1

1ln()(min γ

γ

+

=

+

=

A

A

e pd

)1

1ln(718

.2)1

1ln(min ,γ

γ

+

=+

=A

C A

C e

V b

四 实验内容和步骤

1 在保持pd 乘积不变的条件下，取不同的p 、d 值共5组，测量对应的气体击穿电压。将测量结果填入表1。

2 改变pd 的值，让其单调变化，取不同pd 值共9组，测量对应的击穿电压。将测量结果填入表2，并绘制V-pd 曲线图。

3 根据测量结果，分析击穿电压与pd 乘积的关系，以及击穿电压与p 、d 值的关系。

具体步骤如下：

a 按照实验内容的要求，讨论和制定最优的实验测量方案。

b拧松极板密封螺帽，调节两极板距离至所需距离d，再拧紧极板密封螺帽。

c插上电源线，将总电源开关打开。

d关闭气源流量，打开隔膜阀，并依次打开冷却水，真空泵，电阻真空计。

e调节气源流量和隔膜阀将气压稳定在所需工作气压P，开高压，并将工作选择打到击穿电压测量。

f缓慢调节高压大小，当击穿电压显示突然增大并显示为0.5V时，记下此时的高压值即为击穿电压值V。调节工作气压，记下相应的击穿电压值。

g 改变极板距离，重复上述过程并记录其它极板距离时的击穿电压值。

h将不同极板距离d和工作气压P对应的击穿电压V，按要求填入下表，并绘制V-pd曲线。

表1 pd乘积不变时变击穿电压V

表2 pd单调变化时击穿电压V

思考题：1.思考击穿电压最小值存在的原因.

2.影响气体击穿电压测量重复性的因素有哪些?