+7-351-
215-23-09


Тлеющий разряд

Дополнительно по теме

Термоэлектронная эмиссия металлов

Термоэлектронная эмиссия оксидного катода

Электростатическая электронная эмиссия

Фотоэлектронная эмиссия

Вторичная электронная эмиссия

Электронная эмиссия

Прохождение тока в вакууме

Столкновение электронов

Движение электронов

Виды электрического разряда

Темный разряд

Тлеющий разряд

Дуговой разряд

Газовая плазма

Коронный, искровой и высокочастотные разряды

ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД

На рис. 3-26, а показан внешний вид тлеющего разряда, характеризующийся чередованием темных и светящихся слоев газа, носящих наззания:

1) первая катодная темная область;

2) первое катодное свечение;

3) вторая катодная темная область;

4) второе катодное свечение (катодное тлеющее свечение);

5) фарадеева темная область;

6) столб разряда;

7) анодная темная область;

8) анодное свечение.

Катодное падение потенциала при нормальном тлеющем разряде (свечением покрыта только часть поверхности катода) зависит от материала катода и рода газа и не зависит от давления газа и тока (табл. 3-16).

Ширина области нормального катодного падения потенциала зависит от материала катода и рода газа. Зависимость от давления газа определяется соотношением .

Для нормального тлеющего разряда характерна пропорциональность между площадью катода, покрытой свечением, и током, т. е. постоянная (нормальная) плотность тока на катоде (табл. 3-17).

При изменении давления газа р0 нормальная плотность тока изменяется по закону

где - нормальная плотность тока на катоде при ; - постояннная, зависящая от геометрии электродов и рода газа. При плоских электродах обычно (для Ne=1,5).

Когда при увеличении анодного тока вся поверхность катода покрывается свечением, катодное падение потенциала начинает возрастать с увеличением плотности тока. Такое катодное падение называется аномальным катодным падением потенциала, а сам разряд называется аномальным тлеющим разрядом.

При аномальном тлеющем разряде увеличение плотности тока сопровождается уменьшением ширины участка катодного падения потенциала.

На рис. 3-27 приведены рассчитанные теоретически универсальные кривые зависимости аномального катодного падения потенциала и ширины участка катодного падения потенциала от плотности тока . Их совпадение с экспериментальными данными удовлетворительно для инженерных расчетов.

Прикатодные области разряда 1-4 (рис. 3-26), в которых сосредоточено катодное падение потенциала, являются жизненно необходимыми для существования тлеющего разряда. Участки 5 (фарадеева темная область) и 6 (столб разряда) являются пассивными участками разряда с хорошей электропроводностью, связывающими анод с катодными областями разряда.

В столбе разряда газ находится в сильно ионизированном состоянии, причем концентрации электронов и ионов примерно равны, т. е. объемный заряд компенсирован. Газ, находящийся в таком состоянии, называется плазмой.

Особенности и характеристики плазмы см. раздел.

При сближении анода с катодом сокращается, а затем исчезает столб разряда.

Дальнейшее сближение электродов на некоторое критическое расстояние приводит к исчезновению анодных участков разряда. При этом падение напряжения на разряде уменьшается на величину анодного падения потенциала, примерно равную ионизационному потенциалу газа.

Дальнейшее сближение электродов приводит к исчезновению фарадеевой темной области. Затем начинает исчезать тлеющее свечение. При этом падение напряжения на приборе резко возрастает (затрудненный разряд).

Таблица 3-16 Нормальное катодное падение потенциалов, В

Материал катода

Воздух

O2

N2

H2

He

Ne

Ar

Hg

Xe

Hg

Al

Mo

W

Fe

Ni

Pt

-

229

-

-

269

226

277

-

311

-

-

343

-

364

266

179

-

-

215

197

216

270

171

-

-

198

211

276

142

141 109,5

-

131

144

160

-

120

106-115 111

129

136+-2

152

-

100 100+-2

-

131

135

131

340

245

353

305

389

275

340

-

-

134

-

-

196,5

-

 

Таблица 3-17

Нормальные плотности тока на катоде , при

Материал катода

Воздух

N2

H2

He

Ne

Ar

Hg

Al

Fe, Ni

Mo

3,3

-

-

-

4

-

0,90

0,72

-

-

0,022

-

-

0,06

0,188

-

1,60

0,22

0,04

0,08

-

 

Рис. 3-26. Тлеющий разряд: а - внешний вид; б -распределение интенсивности свечения; в - распределение потенциала; г - напряженность поля; д - распределение объемных зарядов.

Зависимость относительных значений катодного падения потенциала и ширины участка катодного падения от относительного значения плотности тока при аномальном тлеющем разряде.

Дополнительно по теме

Термоэлектронная эмиссия металлов

Термоэлектронная эмиссия оксидного катода

Электростатическая электронная эмиссия

Фотоэлектронная эмиссия

Вторичная электронная эмиссия

Электронная эмиссия

Прохождение тока в вакууме

Столкновение электронов

Движение электронов

Виды электрического разряда

Темный разряд

Тлеющий разряд

Дуговой разряд

Газовая плазма

Коронный, искровой и высокочастотные разряды

Рис. 3.27