Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


Ќесамосто€тельный газовый разр€д




 

√азы при не слишком высоких температу≠рах и при давлени€х, близких к атмосфер≠ному, €вл€ютс€ хорошими изол€торами. ≈сли поместить в сухой атмосферный воздух, зар€женный электрометр, то его зар€д долго остаетс€ неизменным. Ёто объ€сн€етс€ тем, что га≠зы при обычных услови€х состо€т из ней≠тральных атомов и молекул и не содержат свободных зар€дов (электронов и ионов). √аз становитс€ проводником электричест≠ва только, когда некотора€ часть его молекул ионизуетс€. ƒл€ ионизации газ надо подвергнуть воздействию какого-либо ионизатора: например, электрический разр€д, рентгеновское излучение, радиации или ”‘-излучение, плам€ свечи и т.д. (в последнем случае электро≠проводность газа вызвана нагреванием).

ѕри ионизации газов происходит вырывание из внешней электронной оболочки атома или молекулы одного или нескольких электронов, что приводит к об≠разованию свободных электронов и поло≠жительных ионов. Ёлектроны могут при≠соедин€тьс€ к нейтральным молекулам и атомам, превраща€ их в отрицательные ионы. —ледовательно, в ионизованном газе имеютс€ положительно и отрицательно зар€женные ионы и свободные электроны. Ё лектрический ток в газах на≠зываетс€ газовым разр€дом. “.о., ток в газах создаетс€ ионами обоих знаков и электронами. √азовый разр€д при таком механизме будет сопровождатьс€ переносом вещества, т.е. ионизированные газы относ€тс€ к проводникам второго рода.

ƒл€ того чтобы оторвать от молекулы или атома один электрон, необходимо совершить оп≠ределенную работу ји, т.е. затратить оп≠ределенную энергию. Ёту энер≠гию называют энергией ионизации, значени€ которой дл€ атомов различных веществ лежат в преде≠лах 4÷25 э¬.  оличественно процесс ионизации прин€то характеризовать величиной, котора€ называетс€ потенциал ионизации:

. (26)

 

ќдновременно с процессом ионизации в газе всегда идет и обратный процесс Ц процесс рекомбинации: положительные и отрицательные ионы или положительные ионы и электроны, встреча€сь, воссоедин€≠ютс€ между собой с образованием ней≠тральных атомов и молекул. „ем больше ионов возникает под действием ионизато≠ра, тем интенсивнее идет и процесс ре≠комбинации.

—трого говор€, электропроводность га≠за никогда не равна нулю, так как в нем всегда имеютс€ свободные зар€ды, обра≠зующиес€ в результате действи€ излучени€ радиоактивных веществ, имею≠щихс€ на поверхности «емли, а также космического излучени€. »нтен≠сивность ионизации под действием указан≠ных факторов невелика. Ёта незначитель≠на€ электропроводность воздуха €вл€етс€ причиной утечки зар€дов наэлектризованных тел да≠же при хорошей их изол€ции.

’арактер газового разр€да определ€етс€ составом газа, его температурой и давлением, размерами, конфигурацией и материалом электродов, а так же приложенным напр€жением и плотностью тока.

–ассмотрим цепь, содержащую газо≠вый промежуток (рис.), подвергаю≠щийс€ непрерывному, посто€нному по ин≠тенсивности воздействию ионизатора. ¬ результате действи€ ионизатора газ приобретает некоторую электропровод≠ность и в цепи потечет ток. Ќа рис приведены вольт-амперные характеристики (зависимость тока от приложенного напр€жени€) дл€ двух ионизаторов. ѕроизводительность (число пар ионов произведенных ионизатором в газовом промежутке за 1 секунду) второго ионизатора больше чем первого. Ѕудем считать, что производительность ионизатора величина посто€нна€ и равна€ n0. ѕри не очень низком давлении практически все отщепившиес€ электроны захватываютс€ нейтральными молекулами, образу€ отрицательно зар€женные ионы. — учетом рекомбинации, примем, что концентрации ионов обоих знаков одинаковы и равны n. —редние скорости дрейфа ионов разных знаков в электрическом поле разные: , . b- и b+ Ц подвижности ионов газа. “еперь дл€ области I, c учетом (5), можно записать:

 

(27)

 

 ак видно, в области I с увеличением напр€жени€ ток возрастает, так как растет скорость дрейфа. „исло пар рекомбинирующих ионов с ростом их скорости, при этом будет уменьшатьс€.

ќбласть II Ц область тока насыщени€ Ц все созданные ионизатором ионы достигают электродов, не успева€ рекомбинировать. ѕлотность тока насыщени€

jн = q n0 d, (28)

 

где d Ц ширина газового промежутка (рассто€ние между электродами).  ак видно из (28) ток насыщени€ €вл€етс€ мерой ионизирующего действи€ ионизато≠ра.

ѕри напр€жении больше Uпp (область III) скорость электронов достигает такой величины, что при столкновении с нейтральными молекулами они способны вызвать ударную ионизацию. ¬ результате образуетс€ дополнительно јn0 пар ионов. ¬еличина ј называетс€ коэффициентом газового усилени€. ¬ области III этот коэффициент не зависит от n0, но зависит от U. “.о. зар€д, достигающий электродов при посто€нном U пр€мо пропорционален производительности ионизатора Ц n0 и напр€жению U. ѕо этой причине область III называетс€ областью пропорциональности. Uпр Ц порог пропорциональности.  оэффициент газового усилени€ ј имеет значени€ от 1 до 104.

¬ области IV, области частичной пропорциональности, коэффициент газового усилени€ начинает зависеть от n0. Ёта зависимость растет с ростом U. “ок резко увеличиваетс€.

¬ диапазоне напр€жений 0 ÷ Uг, ток в газе существует только при действующем ионизаторе. ≈сли дейст≠вие ионизатора прекратить, то прекращаетс€ и раз≠р€д. –азр€ды, существующие только под действием внешних ионизаторов, называ≠ютс€ несамосто€тельными.

Ќапр€жение Uг Ц порог области, области √ейгера, котора€ соответствует состо€нию, когда процесс в газовом промежутке не исчезает и после выключени€ ионизатора, т.е. разр€д приобретает характер самосто€тельного разр€да. ѕервичные ионы только дают толчок дл€ возникновени€ газового разр€да. ¬ этой области способность ионизировать приобретаю уже и массивные ионы обоих знаков. ¬еличина тока не зависит от n0.

¬ области VI напр€жение настолько велико, что разр€д, однажды возникнув, больше не прекращаетс€ Ц область непрерывного разр€да.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-09-20; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 819 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ћаской почти всегда добьешьс€ больше, чем грубой силой. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

2194 - | 2051 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.01 с.