border=0


Verdeling van gasvormige diëlektrica




Afbraak van gasdiëlektrica heeft puur elektrische oorzaken en heeft daarom het eenvoudigste en meest goed bestudeerde afbraakmechanisme.

Als gevolg van de werking van externe ioniserende straling in de lucht is er altijd een bepaald aantal vrije elektronen en ionen, die net als neutrale deeltjes deelnemen aan chaotische thermische beweging. Onder invloed van een toegepast extern veld krijgen deze deeltjes een voorkeursbewegingsrichting. Een be>

In een vereenvoudigde vorm is het mechanisme van gasafbraak als volgt. Onder invloed van een aangelegd elektrisch veld begint het elektron gelijkmatig versnelde beweging en verwerft extra energie gelijk aan het geval van een uniform veld W = e ∙ λ ∙ E , waarbij e de elektronenlading is, E de elektrische veldsterkte, λ is het gemiddelde vrije pad van het elektron. Het gemiddelde vrije pad van een elektron, λ , is het pad dat een elektron aflegt tussen twee opeenvolgende botsingen. De waarde van λ in het gas is λ = kT / pσ eff , waarbij k de Boltzmann-constante is (k = 1.3806504 4 10 -23 J / K), T is de absolute temperatuur, p is de gasdruk, σ eff is de effectieve botsingsdoorsnede, afhankelijk van zowel de geometrische afmetingen van gasmoleculen, en van de kinetische energie van een elektron. Dus bijvoorbeeld voor botsingen van moleculen in lucht onder normale omstandigheden zal de effectieve botsingsdoorsnede ongeveer 10-14 cm2 zijn . Het gemiddelde elektronengemiddelde vrije pad λ in lucht zal (4,5 - 5) 10-4 m zijn.

Als op het moment van botsing deze energie hoger blijkt te zijn dan de W- stroom en dan wordt het molecuul gesplitst in een positief ion en elektron. De energie van een enkele ionisatie voor luchtvormende gassen ligt in het bereik van 12,5 tot 15,8 eV. Elektron-volt (afgekort als eV of eV) is een off-system eenheid van energiemeting die veel wordt gebruikt in de atomaire en kwantumfysica. Eén elektron-volt is gelijk aan de energie die nodig is om een ​​elektron in een elektrostatisch veld over te dragen tussen punten met een potentiaalverschil van 1 V.

Als de ionisatie-actie succesvol was, verdubbelde het aantal vrije elektronen bijna. Het proces van versnelling van elektronen met hun daaropvolgende botsing wordt herhaald. In de richting van de anode begint een elektronenlawine te groeien met een snelheid van ongeveer (1-3) ∙ 10 6 , 5.3.1, sectie AB. Parallel met elektronenimpactionisatie verloopt een foto-ionisatieproces. Als de elektronenenergie lager is dan de ionisatie-energie, dan vervalt het molecuul niet in een ion en een elektron, maar gaat het over in de zogenaamde geëxciteerde staat, d.w.z. een van zijn elektronen zal naar een hoger energieniveau gaan. Deze toestand van het molecuul is onstabiel en na ongeveer 10-8 s zal het elektron terugkeren naar zijn vorige energieniveau en het molecuul zal een kwantum van licht uitzenden.


border=0


Fotonen planten zich voort met een snelheid van ongeveer 100 keer de snelheid van elektronen en lopen aanzienlijk voor op de lawine die ze heeft voortgebracht. Wanneer het geconfronteerd wordt met een neutraal molecuul, kan een foton het ook ioniseren, waardoor een nieuwe lawine ver voor de voorkant van het oudergedeelte van de lawine wordt veroorzaakt. In Fig. 5.3.1. banen van fotonen worden aangegeven door zwarte segmenten. Dit proces wordt foto-ionisatie genoemd. Een tijdens de foto-ionisatie gevormd elektron, dat zich naar de anode verplaatst, kan dochterlawines genereren. Bovendien, als een elektronenlawine zich lineair voortplant, worden fotonen willekeurig in verschillende richtingen uitgezonden. De hoofd- en dochterlawines, die zich naar de anode verplaatsen, groeien, versmelten en vormen een electronegatieve streamer . Streamer heeft een uitgesproken zigzag-karakter. Gelijktijdig met de groei van de elektronegatieve streamer hopen zich positieve ionen op in het diëlektrische volume, waarvan de concentratie bijzonder hoog is nabij de anode. Positieve ionen bewegen naar de kathode en vormen een elektropositieve streamer .

Het naderen van de kathode, positieve ladingen raken het oppervlak en, als ze voldoende energie hebben, elimineren de zogenaamde secundaire elektronen. Dit proces wordt koude elektronenemissie van de kathode genoemd. Secundaire elektronen beginnen een nieuwe cyclus van lawinevorming en streamer. Het gaskanaal is gevuld met geladen deeltjes van streamers, secundaire elektronen en deeltjes van shock en foto-ionisatie. De elektrische geleidbaarheid van een dergelijk kanaal is zeer hoog en een kortsluitstroom I kz zal erdoorheen stromen.



De vorming van een plasmagasontladingskanaal is een afbraak van een gasdiëlektricum. Er kan een storing optreden in de vorm van een vonk of boog. Zonder een werkproces van koude-emissie van elektronen uit de kathode is het verschijnen van een onafhankelijke ontlading in een gasdiëlektricum onmogelijk.

Uit het voorgaande volgt dat de elektrische sterkte van gassen afhankelijk is van de verhouding van ionisatie-energie tot elektronenenergie. Dit laatste hangt zowel af van de grootte van de aangelegde spanning als van het gemiddelde vrije pad van het elektron λ. De ionisatie-energie W hangt af van de aard van het diëlektricum en het gemiddelde vrije pad λ van het elektron hangt ook af van zijn toestand (druk, temperatuur). De introductie van fluor- en chlooratomen in de samenstelling van gasmoleculen verhoogt de ionisatie-energie van dergelijke moleculen, en een toename in druk vermindert het gemiddelde vrije pad X van het elektron, wat leidt tot een toename van de elektrische sterkte van het gasvormige diëlektricum.





; Datum toegevoegd: 24-02-2014 ; ; Bekeken: 2090 ; Maakt gepubliceerd materiaal inbreuk op het auteursrecht? | | | | Bescherming van persoonsgegevens | BESTEL JOB


Niet gevonden wat u zocht? Gebruik de zoekopdracht:

Beste woorden: alleen een droom verplaatst de student naar het einde van de lezing. Maar iemand anders snurkt hem af. 8716 - | | | 7459 - of lees alles ...

Lees ook:

border=0
2019 @ edudocs.fun

Pagina genereren in: 0.002 sec.