Криві Пашена
Криві Пашена – основні криві спеціальності
Рис. Крива Пашена
P
– тиск, d
– відстань між електродами,
- напруга винекнення розряду
Тиск характеризує щільність газу, тобто концентрацію газових молекул.
n- концентрація молекул в одиниці об’єму
Зазвичай
або
В області мінімуму енергія катодних електронів в основному розходиться на реалізацію газів і електронну іонізацію газів біля катоду. Якщо тиск зростає електрони частіше стикаються з молекулами і втрачають енергію на нагрів газу. За час зіткнення електрон набирає енергію для іонізації газів.
Пашен показав, що напруга виникнення розряду ( ) залежить не окремо від тиску і відстані між електродами, а від їхнього добутку. Добуток Pd визначає коефіцієнт розкладання заряджених частинок в міжелектродному проміжку.
Якщо тиск прямує до нуля, то напруга виникнення розряду ( ) прямує до нескінченності, але вона не досягає нескінченності, а обмежена ефектом автоелектронної емісії.
Автоелектронна емісія (АЕЕ) – емісія з поверхні твердого тіла під дією електричного поля.
Ліва гілка кривої Пашена має зростаючий характер через те що М (коефіцієнт розкладання заряджених частинок в міжелектродному проміжку) різко спадає. Падіння коефіцієнта М ми повинні компенсувати зростанням коефіцієнта Г.
Ліва гілка кривої Пашена
Права гілка кривої Пашена
Висока напруга виникнення розряду на лівій гілці кривої Пашена вказує на можливість створення приладів з використанням вакуумної ізоляції.
Принцип вибору робочої точки кривій Пашена
Якщо існує задача створити плазму газового розряду, то краще вибирати область низьких напруг.
Якщо необхідно створити високовольтний прилад, то краще працювати на лівій гілці кривої Пашена. Тоді в цих приборах можна отримати відстань порядку декількох сантиметрів. Ліва гілка кривої Пашена також використовується в технологічних плазмових приладах (іонні пушки і т.д.)
Якщо необхідна генерація потужного світла в освітлювальних приборах або лазерах нам необхідна велика щільність речовини.
Великі напруги також необхідні для швидкодії комутативних приборів для отримання нано- і піко секундних імпульсів.
Чим більша частота зіткнень тим швидше зростає концентрація електронів і тим більше крутий фронт наростання струму можемо отримати.
Різновиди тліючих розрядів.
Рис. ВАХ тліючого розряду
Несамостійний розряд який підтримується зовнішніми факторами.
УФ засвітка;
Радіоактивним випромінюванням;
Залишковими зарядами в приладі;
Ехоемісія – емісія за рахунок залишкових ефектів.
Самостійний розряд – розряд для підтримання якого треба лише напруга.
Таунсендівський
розряд (тліючий розряд) -
Нормальний тліючий розряд – це властивість іонізуючого стабільного тліючого розряду.
В нормально тліючому розряді в проміжку накопичується великий просторовий заряд частинок і лінійний розподіл заряду стає нелінійним і сприятливим для підтримання розряду.
Рис. Генератор імпульсів
Особливість тліючого розряду в тому що щільність струму на катоді постійна і відповідає максимальному струму.
Закон сталості щільності струму на катоді в нормальному тліючому розряді називається законом Геля.
Аномальний тліючий розряд
Дуговий розряд
Рис. Розподіл потенціалу
Самостійний розряд можна використовувати для контролю чистоти поверхні в технологічному процесі.
Таунсендівський розряд залежить від чистоти поверхні: чим більше грязі на поверхні тим більший коефіцієнт Г
Можна використовувати в джерелах пожежної безпеки.
Перехід від Таунсендівський до нормального тліючого розряду використовують в релаксаційних генераторах.
Нормальний тліючий розряд використовується для контролю чистоти поверхні, стабілізації напруги.
Аномальний тліючий розряд використовують в плазмових ключах
Катод являється мішенню для іонів і є джерелом речовини що розпилюється. Такі системи називаються системами іонного розпилення. Використовуються в джерелах світла, в індукційних лазерах, в техніці для нагріву матеріалів.