宋领赟　唐红霞　绥化学院电气工程学院　152061



均匀电场中气体放电过程的分析

宋领赟唐红霞绥化学院电气工程学院152061

黑龙江省教育厅科学技术研究项目，项目编号:12531838

【文章摘要】

在自然界中，气体放电是一种很普遍的自然现象。干燥气体通常是良好的绝缘体，但当气体中存在自由带电粒子时，它就变为电的导体。这时如在气体中安置两个电极并加上电压，就有电流通过气体，这个现象称为气体放电。气体放电与电场的形式、电压的种类及大气条件等因素有关，本文主要分析均匀电场中低气压、短间隙和高气压、长间隙的放电过程，同时对两种放电理论加以阐述和比较。

【关键词】

电子崩；汤逊理论；流注理论

1　电子崩的形成与发展

设外界游离素在阴极表面辐照出一个电子，这个电子由于受到电场力的作用而向阳极方向运动，运动过程会频繁的与气体分子发生碰撞，其中一些碰撞可能导致分子的电离，得到一个电子和一个正离子。在电场的作用下新电子和原有电子会继续向前运动，与气体分子碰撞又能引起新的电离过程，电子数目成倍增加像雪崩一样发展，因而称之为电子崩。如图1所示：

图1　电子崩形成示意图

2　低气压、短间隙下的气体放电

2.1自持放电与非自持放电

2.2汤逊理论

低气压、短间隙的放电过程可以用汤逊理论来解释，此时指δ·d<0.26cm的情况（δ指气体的相对密度，d指间隙的距离）。当外施电压足够高时，气体中会发生强烈的游离过程，使气体中的自由电子数和正离子数按几何级数增加，即出现电子崩。由于正离子的体积和质量相对较大，其平均自由程比电子要小得多，所以很难发生碰撞游离。但如果场强足够强，因碰撞游离而产生的新的正离子在电场作用下向阴极运动，并撞击阴极，如果至少能从阴极表面释放出一个有效电子，以弥补原来那个由于外界游离因素产生电子崩并进入阳极的电子，则放电达到自持放电，这就是汤逊放电理论的叙述过程。

3　高气压、长间隙下的气体放电

当δ与d的乘积较大时，有一些现象用汤逊理论就解释不清楚了，比如放电时间、阴极材料的影响、放电外形等。……