Теория разряда Роговского

Теория разряда Роговского. Математическая теория разряда при плоских электродах, данная Роговским [1248], основана на добавлении к исходным уравнениям теории Таунсенда (491) и (492) уравнения Пуассона в форме ) [c.434]

ТЕОРИЯ РАЗРЯДА РОГОВСКОГО [c.435]

Нормальное катодное падение с/,. всегда меньше потенциала зажигания самостоятельного разряда /з, даже в том случае, когда расстояние между катодом и анодом — минимально допустимое для тлеющего разряда. Теория разряда Роговского находится в полном согласии с этим экспериментальным фактом и [c.462]

Математическая теория разряда при плоских электродах, чанная Роговским, основана на добавлении к исходным уравнениям теории Таунсенда уравнения Пуассона в форме [c.246]

Зажигание разряда в длинных трубках. Теория Таун-сенда-Роговского не учитывает влияния на движение электронов в разряде ни поверхностных зарядов, образующихся на стенках разрядной трубки, ни других возможностей возникновения в разряде поперечного градиента потенциала. Она даёт наглядное и близко отвечающее действительности представление о процессах газового разряда в широких разрядных сосудах или, точнее, для случая, когда расстояние между электродами того же порядка или меньше, чем диаметр разрядной трубки. В случае длинных трубок картина зажигания разряда, даваемая теорией Таунсенда-Роговского, требует дополнений, особенно при очень Низких давлениях газа (порядка долей миллиметра рт. ст.). [c.255]

Существенное значение приписывается процессам на катоде. По теории Таунсенда-Роговского самостоятельный разряд пе может развиваться и поддерживаться без процессов на катоде, за исключением случая высокочастотных разрядов. Для того чтобы длительно существовала плазма Ленгмюра, необходимо наличие области катодного падения тлеющего разряда или необходимо наличие в разрядной трубке катода, из которого происходит обильное выделение электронов путём термоэлектронной или автоэлектронной эмиссии. [c.394]

Разрядный промежуток принимается более или менее однородным. Так, в теории Таунсенда-Роговского число электронов, выходящих за 1 сек с каждого равновеликого элемента поверхности катода, считается одинаковым концентрация электронов и напряжённость электрического поля одинаковы для каждого поперечного сечения разрядного промежутка. В теории Ленгмюра вдоль оси разряда плазма однородна концентрация электронов и напряжённость поля (продольный градиент) постоянны. В направлении, перпендикулярном к оси разряда, продольная составляющая напряжённости поля также постоянна поперечная составляющая напряжённости поля и концентрация электронов меняются монотонно. Разряд проходит по всему поперечному сечению трубки. [c.394]

Вместе с тем теория Роговского вводит нас в область самостоятельного разряда, в то время как теория Таунсенда бессильно останавливалась на границе перехода несамостоятельного разряда в самостоятельный. Отрезок ОЛ.1 (рис. 182) соответствует катодному падению потенциала в тлеющем разряде, горизонтальный отрезок Л4Л — малому градиенту потенциала в положительном столбе [1253]. Дальнейшее развитие теории зажигания разряда Роговским и другими смотрите [1233, 1214, 1375—1380]. [c.437]

Наиболее существенное расхождение теории Таунсенда-Роговского с действительностью в случае искрового разряда заключается в самом характере этой теории как теории непрерывного и сплошного разряда, описываемого дифференциальными уравнениями стационарного процесса в однородной сплошной среде. [c.549]

Обратимся ко второму условию соблюдение которого необходимо для того, чтобы мог образоваться и расти положительный стример. Основываясь на грубом параллелизме, имеющем место в разряде между явлениями ионизации и возбуждения газа, Лёб формулирует это условие так для образования положительного стримера необходимо наличие в головке лавины концентрации ионов ЛГ,-, не меньшей некоторой предельной концентрации соответствующей выходу из головки лавины коротковолновых фотонов, достаточной для поддержания роста стримера. При рй == 200 мм Нд см, т. е. в той области, где механизм теории стримеров начинает уступать место процессам, лежащим в основе теории Таунсенда-Роговского, подсчёт по уравнению (675) даёт 6,9 10 ионов в одном см . При р =760 мм Нд и й = 10 см — область, в которой теория Мика даёт результаты, согласные с опытом, тот же подсчёт даёт 8,8- 10 ионов в 1 см . На основании этих данных Лёб принимает за предельное значение —7 10 1 ион см , в первом приближении считает это значение величиной постоянной и пользуется им во всех своих подсчётах. [c.560]

С точки зрения теории Таунсенда-Роговского Ей должно удовлетворять условию перехода разряда из несамостоятельного в самостоятельный [c.603]

Оставаясь в рамках теории Таунсенда-Роговского и обращаясь, в частности, к случаю коронного разряда между проводом и коаксиальным ему цилиндром, необходимо заключить, что завершение пробоя — искровое перекрытие — может начаться лишь с того момента, когда электронная лавина в случае отрицательной короны достигает поверхности анода-цилиндра, а в случае положительной будет начинаться от цилиндра-катода (т. е. с момента, когда при увеличении 11 напряжённость поля у цилиндра станет равной а перестанет быть равным нулю). Это условие может быть удовлетворено двояким образом а) постепенно расширяясь, коронирующий слой достигает анода, г, становится рав- [c.635]

С точки зрения теории Таунсенда-Роговского корона имеет место при переходе разряда из несамостоятельного в самостоятельный в том случае, когда напряжённость поля у поверхности внешнего цилиндра меньше предельной величины необходимой при данной плотности газа для ионизации частиц газа соударениями с ними свободных электронов. Если при напряжении //г на электродах, соответствующем условию перехода разряда в самостоятельный, Е > Е , то пробой разрядного промежутка произойдёт до конца. Если Е <,Е — объёмный заряд внешней области разрядного промежутка ограничивает ток развивающегося самостоятельного разряда, то мы имеем незавершённый пробой в виде коронного разряда. [c.641]

Распределение потенциала при тлеющем разряде соответствует распределению, вытекающему из теории Роговского, и может быть охарактеризовано в общих чертах кривой рис. 105. [c.262]

Режим, соответствующий точке Рг (рис. 183), устойчив потому, что при случайном увеличении тока ионизационное нарастание тотчас же становится меньше единицы и плотность тока разряда уменьшается. При случайном уменьшении тока происходит обратное. Сила тока, соответствующего точке Ро, очень велика. Таким образом, качественная теория Роговского хорошо объясняет возрастание тока при пробое и приводит к выводу, что это возрастание не безгранично, как это давала теория Таунсенда (приравнивание пулю знаменателя), а хотя и велико, но всё же конечно. [c.437]

Вопрос о понижении напряжения зажигания при облучении катода разрабатывал в рамках теории Роговского и исследовал экспериментально ряд авторов [1273—1280, 1347—1352, 1354—1359, 1382]. В некоторых опытах Ь оказывалось при интенсивном освещении катода выше, чем без освещения [1361 —1363]. Подобное же явление было впервые обнаружено по отношению к электрической искре при атмосферном давлении русским физиком-электриком В. К. Лебединским в девятисотых годах [1281]. Это явление соответствует не переходу разряда из несамостоятельного в самостоятельный, а переходу коронного разряда в искровой. [c.448]

Теория Таунсенда-Роговского приложима к несамостоятельному таунсендоБСкому разряду, к катодным частям тлеющего разряда н к коронирующему слою коронного разряда. Характерная черта этих типов и областей разряда заключается в том, что в электронных лавинах направленное движение электронов преобладает над их беспорядочным тепловым движением. [c.392]

Основные явления газового разряда, не укладывающиеся в рамр и теорий Таунсенда-Роговского и Ленгмюра, во-первых, шнуровой разряд — форма разряда, имеющая место при больших довлениях газа и больших силах тока, и, во-вторых, всё разнообразие форм искрового разряда до наиболее грандиозной из них — молнии — включительно. Прежде всего эти виды разряда ни в коей мере не обладают той однородностью, о которой только что была речь. [c.394]

Искровой разряд возникает при большой разнице потенциалов между электродами как прерывистая и своеобразная форма разряда, сменяющая слабые токи несамостоятельного разряда. При не слишком больших расстояниях между электродами и не слишком больших давлениях газа напряжение зажигания искрового разряда (искровой потенциал) Уз может быть правильно рассчитано по теории Тауисеггда. Поэтому к искровому разряду подходили с точки зрения теории Таунсенда-Роговского и принимали развитие канала искры за развитие электронных лавин. Роговский предпринял дополнение теории Таунсенда с учётом пространственных зарядов для того, чтобы устранить противоречие между установленным им экспериментально чрезвычайно коротким временем формирования искрового разряда (<ЫО се/с при расстоянии между электродами в 1 сж и нормальном атмосферном давлении) и временем в 10 —10 сек, необходимым по теории Таунсенда для развития разряда. [c.396]

Непосредственное определение времени формирования разряда при искровом пробое в воздухе при атмосферном давлении показало, однако, что в этом случае время формирования разряда при расстоянии между электродами в 1 сл в 100 раз меньше, чем следует по теории Таунсенда. Роговский при помощи катодного осциллографа, способного регистрировать события, происходящие в течение 10 секунд, снял временной ход зажигания разряда в воздухе при атмосферном давлении. Чтобы исключить влияние постепенного нарастания напряжения, он пользовался ударной волной напряжения с очень крутым фронтом, бегущей по параллельным проводам, в конце которых находился испытуемый разрядный промежуток. Осциллографировалось напряжение на электродах разрядного промежутка. При возникновении разряда это напряжение падало до очень малых значений вследствие перераспределения напряжения в цепи при появлении разрядного тока. [c.432]

Соображения Роговского о роли пространственных зарядов в разряде привели его к существенному дополнению теории Таунсенда и позволили новой теории Таунсенда-Роговского охватить не только несамостоятельный разряд, но и самый процесс перехода разряда в самостоятельный, а также ту стадию самостоятельного разряда, которая носрт наименование тлеющего разряда [1248, 1250]. Однако явление искрового пробоя и эта теория объяснить не смогла, так как искровой разряд не является чисто лавинным разрядом. [c.433]

Ни теория Таунсенда-Роговского, ни теория Ленгмюра не М01 ли объяснить существование катодного пятна и относящиеся к нему количественные соотнощения. Теория изотермической плазмы рассматривает катодные части дytoвoгo разряда при высоком и сверхвысоком давлении, как область постепенного перехода от высокой температуры шнура (около 6000° К) к сравнительно низкой температуре раскалённого ка- [c.520]

Недостаточность теории Таунсенда-Роговского для объяснения явлений искрового разряда. Стримеры. В случаях, когда пробой завершается сразу и коронвого разряда не возникает, напряжение зажигания искрового разряда при значениях произведения рй > 200 см мм Hg отличается от значений, подсчитанных по теории Таунсенда-Роговского. Более того, многочисленный ряд наблюдений различных физиков над искровым разрядом и твёрдо установленные ими экспериментальные факты приводят к ряду не только количественных, но и качественных расхождений с теорией разряда Таунсенда-Роговского [1870, 1917, 1913]. Эти расхождения между теорией и экспериментом можно распределить по следующим основным группам. [c.548]

Изложение теории коронного разряда мы начнём с результатов применения к нему теории Таунсенда-Роговского и в 2—6 этой главы будем рассматривать корцнный разряд как однородное в пространстве и времени явление. Первые экспериментальные исследования по коронному разряду смотрите [2045—2048]. [c.602]

Между отрицательной и положительной короной в отношении возникновения прерывистых импульсов оказались существенные различия. Общий вывод, который можно сделать в отношении прерывистых явлений в отрицательной короне [1869, 2051—2060], таков. По существу отрицательная корона не должна быТь непременно комплексом прерывистых явлений и может носить, особенно в электроположительных газах, непрерывный характер, согласный с представлениями теории Таунсенда-Роговского о сплошном однородном разрядном промежутке. В атмосферном воздухе, содержащем влагу и не очищенном от пыли, отрицательная корона с острий и проводов имеет при малых напряжениях, близких к начальному напряжению короны, прерывистую природу, связанную с отмеченными визуальным наблюдением коронирующими точками на электроде. Разряд сосредоточен на коронирующих точках в виде отдельных кратковременных периодически чередующихся импульсов. Около каждой из этих точек плотность тока как максимальная за период одного импульса, так и средняя по времени достигает больших величин и во всяком случае много больше плотности тока равномерной короны по теории Таунсенда-Роговского. Поступление отрицательных [c.626]

Полная теория искрового перекрытия должна основываться на теории стримеров и на разборе условий их возникновения и распространения во внешней области коронного разряда. Тем не менее к вопросу о переходе коронного разряда в другие виды разряда оказывается возможным подойти также и с точки зрения теории Таунсенда-Роговского. Результаты, полученные при этом для величины напряо/сения искрового перекрытия [2019], довольно хорошо согласуются с экспериментальными данными и могут быть обоснованы, исходя из теории стримеров, как предельные значения. [c.635]

Так как равенство (813) характеризует собой границу коронируюш,его слоя, то справедливость этого соотношения на всём протяжении разрядного промежутка короны является условием того, что коронирующий слой заполняет собой весь разрядный промежуток, и совпадает с условием перехода коронного разряда в искровой или в дуговой с точки зрения теории Таунсенда-Роговского. Разница заключается в том, что по теории Таунсенда-Рогов-ского (813) представляет собой необходимое условие искрового пробоя. Если же обосновывать условие (813), исходя, как мы это только что сделали, из теории стримеров и из их наличия в коронирую- [c.640]

Теория Таунсенда была существенно дополнена в 1931— 1932 годах Роговским путём учёта искажения электрическою поля в разряде пространственными зарядами. Это дало возмоя -ность распространить теорию также и на самостоятельный тлеющий разряд. Что касается элементарных электронных и ионных процессов, играющих большую роль в современной электронике, то успешное их исследование и объяснение стало возможным только после открытия электрона в 1897 году и создания теории атома Бора в 1913 году. Из явлений на поверхности катода термоэлектронная эмиссия была обнарулгена в начало 80-х годов прошлого столетия Эдисоном, но не была им пи истолкована, ни применена. Только спустя полтора десятка лет эффект Эдисона был применён для создания первого электровакуумного прибора двухэлектродной катодной лампы , выпрямляющей переменный [c.16]

Кроме подробной математической теории, Роговский дал ка-чоственпую картину перехода от несамостоятельного разряда к самостоятельному, непосредственно связывающую явление про боя, с нарастанием и перестройкой пространственных зарядов и дающую представление о том, каково должно быть в общих чертах распределение потенциала в тлеющем разряде. [c.246]

Современные теории газового разряда, основанные на представлении об ионизации газа, ведут своё начало от классических работ Дж. Дж. Томсона, начертанной им в 1900 году картины разряда [51, 52] и от работ его ученика Таунсенда [18—20]. Теория Таунсенда была существенно дополнена в 1931—1932 годах Роговским [1214, 1215, 1248—1250] путём учёта искажения электрического поля в разряде пространственными зарядами. Это дало возможность распространить теорию также и на самостоятельный тлеюищй разряд. Явление термоэлектронной эмиссии было исследовано английским физиком Ричардсоном около 1900 года [54, 148]. Ричардсон дал первую количественную теорию этого элементарного процесса. Исследования ионизации [c.28]

Опыты Роговского показывают, что при атмосферном давлении теория Таунсенда не в состоянии объяснить ход развития разряда во времени и что в основах этой теории надо сделать существенное изменение. По мнению Роговского, разногласие между теорией Таунсенда и экспериментом происходит из-за того, что тесрия Таунсенда считает поле между электродами равномерным, не учитывая искажений, вносимых в это поле пространственными зарядами в разрядном промежутке. Ещё до того момента, как успели образоваться и достичь катода первые таунсендовские лавины ионов, пробой уже произойдёт, потому что на некотором участке пробойного промежутка около катода вследствие наличия пространственных зарядов создаётся достаточно сильное для этого поле [1242]. [c.433]

Решение задачи даёт возможность объяснить основные черты тлеющего разряда существование катодного падения, малый градиент потенциала в положительном столбе, существование минимальной границы плотности тока, при которой тлеющий разряд возможен, и т. д. Удобных и надёжных расчётных формул для самостоятельного разряда теория Роговского, однако, не даёт. Этому мешают математические затруднения, встречаемые теорией, неточность выражений скорости ионов и электронов в зависимости от напряжённости поля В (561) и приближённый характер полуэмпирической формулы (550). [c.434]

Независимо от подробной математической теории Роговский дал качественную картину перехода от несамостоятельного разряда к самостоятельному, непосредственно связывающую явле ние пробоя с нарастанием Цространственных зарядов и дающую [c.434]