4.4.2 Автоэлектронная (электростатическая) эмиссия.

Сильное внешнее электрическое поле у поверхности металла, направленное против поля, создаваемого потенциальным барьером, способствует удалению электронов из металла. Под воздействием внешнего поля потенциальный барьер на границе металл—воздух уменьшается как по высоте, так и по ширине. Однако электроны, обладающие энергией меньшей работы выхода, все же имеют некоторую вероятность пройти сквозь потенциальный барьер (туннельный эффект).

Плотность тока автоэлектронной эмиссии (в А/см2) может быть найдена по выражению:

, (4.4)

где Е ‑ напряженность внешнего электрического поля у поверхности металла, В/см; А₁ и b ‑ постоянные.

Достаточно заметная плотность тока автоэлектронной эмиссии возникает при напряженности поля Е≈106 ± 108 В/см. Однако такая большая напряженность при размыкании контактов в АВН маловероятна. Вырывание электронов из металла происходит под совместным действием термоэлектронной и автоэлектронной эмиссий (термоавтоэлектронная эмиссия).

Плотность тока при термоавтоэлектронной эмиссии будет

(4.5)

4.4.3 Ионизация столкновением

Процесс распада атома, находящегося в газе, на положительный ион и электрон в результате столкновения атома с быстродвижущимся электроном или же столкновения двух атомов (первичная ионизация) называется ионизацией столкновения. При очередном столкновении образовавшегося положительного иона с другим электроном из этого иона могут быть выбиты еще один или несколько электронов (вторичная ионизация). На ионизацию газа затрачивается определенная энергия, называемая энергией (работой или потенциалом) ионизации и измеряемая в электрон-вольтах (в вольтах). Ее значение см. в табл 4.1 естественно что на вторичную ионизацию затрачивается значительно большая энергия, чем на первичную. Чем больше энергия ионизации газа, тем труднее поддержание в нем дуги и легче ее гашение при размыкании цепи. Ионизация газа может происходить и в том случае, когда энергия электрона меньше энергии ионизации, например при соударении электрона с возбужденным атомом- ступенчатая ионизация. На ступенчатую ионизацию затрачивается энергия, равная разности энергии ионизации и энергии возбуждения. Приводим ее значения:

Н2	О1	N2	SF6.
8 эВ	5 эВ	15,6 эВ	15,8 эВ

Примесь в газе паров металла значительно увеличивает степень ионизации газа.

4.5 Ударная ионизация

Ударная ионизация — процесс ионизации газа, обусловленный соударением электронов, ускоряемых электрическим полем, с атомами или ионами. В результате в газе появляются новые ионизированные частицы. Электрическое поле придает направление и сильно увеличивает скорость движения электронов по сравнению с той, какую они имеют при данной температуре дуги, но без электрического поля. Таким образом, направленное движение накладывается на хаотическое. С увеличением энергии электронов вероятность ионизации соударением возрастает, при максимуме энергии для большинства газов - приблизительно 100 эВ. При дальнейшем увеличении энергии электронов вероятность ударной ионизации уменьшается,(электроны очень быстро проходят мимо атомов, а процесс ионизации на успевает совершиться).