- •Плазмова електроніка – це розділ електроніки, в якому вивчають процеси колективної взаємодії потоків
- •Плазмова електроніка
- •При достатньо сильному нагріванні будь-яка речовина випаровується, перетворюючись у газ. Якщо збільшити температуру,
- •Система одиниць - СГС Одиниця вимірювання 1 еВ
- •* кулонівська взаємодія;
- •Частково (не повністю) іонізована плазма –
- •Визначення:
- •Класична плазма: частинки можна розглядати як
- •Ідеальна та неідеальна плазма.
- •А.В.Бурдаков.Физика плазмы.
- •А.В.Бурдаков.Физика плазмы.
- •А.В.Бурдаков.Физика плазмы.
- •Зіткнення і траєкторії частинок в плазмі.
- •Дебаєвськє екранування Розглянемо класичну ідеальну плазму
- •Дебаєвськє екранування На якому масштабі зберігається квазінейтральність плазми?
- •Плазменные колебания
- •Макроскопічне відхилення від квазінейтральності приводить до появи електричного поля. В плазмі виникають подовжні
- •Випромінювання плазми.
- •Випромінювання плазми.
- •Випромінювання плазми. Гальмівне випромінювання.
- •Випромінювання плазми. Магнетронне випромінювання.
- •Електричним розрядом в газі називають
- •При тиску газу у внутрішньому об'ємі приладу 10-3 Па (1 мм рт. ст.
- •Складні явища, що протікають в газовому проміжку, можна звести до невеликої кількості елементарних
- •Елементарні процеси в плазмі - процеси, що відбуваються при зіткненні атомів,
- •Іонізація електронним ударом
- •Валентні електрони мають найбільший запас енергії і беруть участь в створенні хімічного зв'язку
- •Плазмова електроніка
- •Ймовірність пружних і непружних зіткнень визначається через ефективні поперечні перерізи. Якщо умовно уявити
- •Якщо додати ефективні діаметри атомів на одиницю об'єму,
- •Для визначення Qi використовують наступні
- •У газовому розряді має місце деякий розподіл енергії (fe), що
- •Параметр
- •За характером іонізованого стану плазми розрізняють:
- •Електричні розряди в газі підрозділяють на несамостійні і самостійні.
- •При русі під дією електричного поля в газовому середовищі електрони призводять до іонізації
- •Позитивні іони рухаються у напрямку катода і, при зіткненні з ним, вибивають додаткову
- •-- визначає кількість електронів у лавині, що ініційовані одним електроном;
- •Залежність коефіцієнта об'ємної іонізації газу від наведеної напруженості електричного поля Е / р0
- •З ростом pl число зіткнень збільшується за рахунок збільшення кількості молекул або відстані,
- •Плазмова електроніка
- •ВАХ газового розряду
- •АВ При малих напругах на електродах (до 40-50В), газ є майже ідеальним діелектриком,
- •DL Область самостійного розряду, яка характеризується несуттєвим впливом зовнішніх факторів.
- •GH Ділянка аномального тліючого розряду, початок якої характеризується охопленням всієї поверхні катоду процесами
- •Оптичний (лазерний) розряд.
- •Оптичний (лазерний) розряд.
- •Прилади тліючого розряду Основними ознаками приладів тліючого розряду є холодний
- •Прилади тліючого розряду. Стабілітрони тліючого розряду. Використовуються для стабілізації напруги на малопотужних
- •Прилади тліючого розряду. Стабілітрони тліючого розряду. Конструкція.
- •Прилади тліючого розряду. Стабілітрони тліючого розряду. Характеристики.
- •Прилади тліючого розряду. Стабілітрони тліючого та коронного розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Стабілітрони коронного розряду. Використовуються як для безпосередньої стабілізації
- •Прилади тліючого розряду. Стабілітрони тліючого та коронного розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Стабілітрони коронного розряду. Для стабілізації високих напруг використовують послідовне
- •Прилади тліючого розряду. Тиратрони тліючого розряду. Тиратрони тліючого розряду є приладами з холодним
- •Прилади тліючого розряду. Тиратрони тліючого розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Тиратрони тліючого розряду. Керування запалюванням можливе двома способами. Струмове керування
- •Прилади тліючого розряду. Тиратрони тліючого розряду. Потенційне керування – зміна потенціалу на керуючому
- •Прилади тліючого розряду. Тиратрони тліючого розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Тиратрони тліючого розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Тиратрони тліючого розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Тиратрони тліючого розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Тиратрони тліючого розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Вентильний газотрон тліючого розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Індикаторні тиратрони тліючого розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Індикаторні тиратрони тліючого розряду.
- •Прилади тліючого розряду. Індикаторні тиратрони тліючого розряду.
- •Прилади дугового розряду.
- •Тиратрони з катодом без розжарення
- •ТДИ- серія - потужні і надпотужні дугові тиратрони на парах матеріалів електродів, що
- •Прилади дугового розряду. Газотрони несамостійного дугового розряду.
- •Тиратрони з катодом розжарення
- •Прилади дугового розряду. Газотрони несамостійного дугового розряду. Параметри.
- •Прилади дугового розряду. Тиратрони несамостійного дугового розряду (імпульсні тиратрони).
- •Прилади дугового розряду. Тиратрони несамостійного дугового розряду (імпульсні тиратрони).
- •Прилади дугового розряду. Тиратрони несамостійного дугового розряду (імпульсні тиратрони).
- •Прилади дугового розряду. Тиратрони несамостійного дугового розряду (імпульсні тиратрони).
- •Прилади дугового розряду. Вентильні прилади самостійного дугового розряду (ртутні вентилі).
- •Ртутні вентилі.
- •Прилади дугового розряду. Вентильні прилади самостійного дугового розряду (ртутні вентилі).
- •Прилади дугового розряду. Вентильні прилади самостійного дугового розряду (ртутні вентилі).
- •Прилади дугового розряду. Вентильні прилади самостійного дугового розряду (ртутні вентилі).
- •Розрядники.
- •Розрядники.
- •Існує 4 робочих стана газового розрядника:
- •Двох- та три- електродні газонаповнені іскрові розрядники з максимальною статичною напругою до 200
Прилади тліючого розряду. Вентильний газотрон тліючого розряду.
Конструкція, схема включення та ВАХ газотрону тліючого розряду
Прилади тліючого розряду. Індикаторні тиратрони тліючого розряду.
Індикаторні тиратрони використовуються у якості індикаторів завдяки унікальним властивостям перетворювати малопотужні електричні сигнали у випромінювання та можливості реалізації на їх базі логічних схем із властивостями пам'яті.
Переважно використовується електростатичний спосіб керування.
Прилади тліючого розряду. Індикаторні тиратрони тліючого розряду.
Електродна структура, розподіл потенціалів в робочому просторі та характеристики відновлення електричної міцності газорозрядного індикаторного тиратрону типу ТХ-19А: А1- анод пам'яті; А2 - анод збудження свічення; К – катод; С1, С2
Прилади тліючого розряду. Індикаторні тиратрони тліючого розряду.
Діаграми напруг |
та струмів |
для |
режимів: а) із |
запам'ятовуванням |
інформації; б) |
без |
запам'ятовуванням |
інформації. |
|
|
|
Прилади дугового розряду.
Поділяються на прилади із самостійним та несамостійним дуговим розрядом.
Використовуються в схемах перетворення одного виду електричної енергії в іншу (випрямлення та інвертування струмів), в якості комутаторних імпульсних приладів.
Конструктивно розрізняються: газотрони – двохелектродні вентилі;
тиратрони – прилади із сітковим керуванням; ртутні ігнатрони – прилади з ртутним катодом та
запалювальним електродом (ігнітер), який занурюються в нього; ртутні екситрони – прилади з ртутними катодами та постійною допоміжною дугою на анодах збудження
(випрямлення трьохфазного струму).
Тиратрони з катодом без розжарення
Псевдоіскрові розрядники – тиратрони з холодним
пустотілим катодом високострумні високовольтні ключі, здатні комутувати струми в імпульсі до 300 кА при анодних напругах до 150 кВ з швидкістю комутації порядку 1 кА за наносекунду зі стабільністю порядка наносекунд.
Прилади виготовляються в металокерамічному корпусі з воднем або дейтерієм.
Переваги:
•висока швидкість комутації;
•висока стабільність параметрів імпульсу;
•можливість комутувати імпульси позитивної і негативної полярності;
•великий термін роботи;
•невелика ціна та низькі експлуатаційні розходи.
ТДИ- серія - потужні і надпотужні дугові тиратрони на парах матеріалів електродів, що здатні комутувати в імпульсі заряд від 10-3 до десятків Кл. Тиск водню або дейтерію металокерамічному корпусі 20-60 Па.
Застосування ТДИ- серії:
- технологічні установки екологічно чистих, енергоз роботизованих промисловастей , магнітно-імпульсна, електро гідравлічна і гідроімпульсна обробка матеріалів;
-геологія и геофізика - сейсморозвідка, устаткування електробуріння, очистка нафтозаборних пристроїв та підвищення добутку нафти збудженням при розряді потужних ударних хвиль;
-електрофізика і мікроелектроніка - пристрої "плазмовий фокус" (потужні джерела рентгенівського й нейтронного випромінювання);
-нанотехнологии, в тому числі нанобіотехнології;
-телевізійні і радіопередавачі та інша потужна радіотехнічна апаратура - системи кроубарного захисту;
-прискорювальна техніка і установки термоядерного синтезу;
-електромагнітні новітні системи озброєння;
-охорона здоров'я - установки для неінвазійного руйнування
каміння у нирках (літотріпсія), лікування переломів кісток.
Прилади дугового розряду. Газотрони несамостійного дугового розряду.
Схема включення (а), діаграми струмів та напруг газотрону (б)
Скляний газотрон: 1- молібденовий вивід аноду; 2- дисковий нікелевий анод; 3- анодний екран; 4- оксидний катод прямого розжарення; 5- діафрагма; 6- газопоглинач; 7- діафрагма з отворами; 8,9 – діафрагми анодного кріплення; 10- скляна трубка
Тиратрони з катодом розжарення
Імпульсні водневі тиратрони часто застосовуються як ключі у схемах лінійних модуляторів. ККД досягає 99% при коефіцієнті керування по імпульсній потужності більш ніж 10 000.
Прилади мають металокерамічний корпус, водяне або примусове повітряне охолодження. Мають захисну діелектричну оболонку від руйнування зворотними струмами.
Застосування:
-в модуляторах клістронів лінійних прискорювачів;
-в джерелах живлення імпульсних лазерів;
-в радіолокаційній техніці.
Прилади дугового розряду. Газотрони несамостійного дугового розряду. Параметри.
Допустимі середні значення струму Іа,сер; Допустимі максимальні значення струму Іа,мах;
Допустиме падіння напруги між катодом та анодом Uа;
Максимальне зворотна анодна напруга Uа, звор.
Типовий розподіл потенціалу та ВАХ несамостійного дугового розряду
