Отчет по лабораторной работе №2 / Закон Пашена(сок)
.doc-
Расчет напряжения возникновения газового разряда. (Кривая Пашена)
Цель работы: Рассчитать зависимости напряжения возникновения газового разряда.
С амостоятельный газовый разряд возникает, когда напряжение на электродах прибора, и тем самым напряженность поля в промежутке возрастает настолько, что выполняется условие:
где α – коэффициент объемной ионизации, γ – коэффициент вторичной эмиссии, l – расстояние между электродами.
И з условия самостоятельности разряда можно получить выражение для напряжения возникновения:
где η=α/E – коэффициент объемной ионизации, V0 – поправка на начальную энергию электронов, численно равная потенциалу ионизации газа Vi.
Коэффициент объемной ионизации газа зависит от приведенной напряженности электрического поля Е/р0.
Э та зависимость может быть выражена, например, аппроксимацией Таунсена:
где А, В – коэффициенты, зависящие от рода газа.
Подставляя это выражение в формулу (2) и учитывая, что в момент пробоя распределение электрического поля в промежутке линейно, т.е. Е=VВ/l, можно рассчитать напряжение возникновения разряда.
Нетрудно видеть, что при данном материале катода (коэффициент ) напряжения возникновения разряда VВ зависит от обобщенного параметра pl. Зависимость VВ=f(pl) была экспериментально проверена на различных газах Пашеном, поэтому носит название кривой Пашена.
Необходимые для расчета значения параметров приведены в таблице.
Газ |
Vi, В |
А, см-1тор-1 |
В, В*см-1тор-1 |
|
||
Mo |
Ni |
Ba |
||||
Ne |
21,5 |
4 |
100 |
0,15 |
0,068 |
0,33 |
Ar |
15,6 |
14 |
180 |
0,08 |
0,03 |
0,22 |
He |
24,5 |
3 |
34 |
0,20 |
0,11 |
0,42 |
H2 |
15,4 |
5 |
130 |
0,015 |
0,013 |
0,12 |
Задание на работу.
-
Рассчитать кривые Пашена для различных газов и материалов катода (по указанию преподавателя).
-
Проанализировать влияние рода газа и материала катода на ход кривых Пашена.
-
Сравнить расчетные данные с экспериментальными.