Электронные лавины Таунсенда

Теория электронных лавин. Первой количественной теорией газового разряда была теория электронных лавин, предложенная Таунсендом в самом начале текущего столетия. Эта теория приложима к тем типам электрических разрядов в газах или к тем областям газоразрядного промежутка, в которых направленное движение электронов под действием электрического поля преобладает над их беспорядочным тепловым движением. Таунсенд ввёл три коэффициента, характеризующих процессы ионизации газа. Первый коэффициент—коэффициент объёмной ионизации газа электронами а—обозначает число свободных электронов н равное ему число положительных ионов, образуемых одним электроном путём соударений с частицами газа при продвижении этого электрона на 1 см в нанравлении от катода к аноду. [c.230]

Основную роль в возникновении тлеющего разряда играет лавинный процесс размножения электронов. Он описывается формулой Таунсенда [2] [c.431]

Согласно теории Таунсенда, развитие разряда, сопровождаемое увеличением разрядного тока, происходит, пока число электронов каждой последующей лавины электронов, выходящих из катода путём -процессов, больще, чем в предшествующей. Последовательные лавины как бы постепенно раскачивают друг друга. Таким образом, время формирования разряда, равное времени раскачивания электронных лавин, должно равняться времени прохождения нескольких лавин от катода до анода, включая каждый раз время на обратное движение положительных ионов от анода до катода. Это время, как показывают расчёты, должно быть при обычных размерах разрядных трубок порядка 10 секунды. [c.432]

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]

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]

Рассмотрим кратко особенности пробоя газа между плазмой и электродом. Здесь главной отличительной чертой является то, что один из электродов — плазма — содержит в себе свободные электроны и ионы. Поэтому, когда плазма служит катодом, для развития электронной лавины не требуются "(-процессы (эмиссия вторичных электронов из катода), составляющие основу теории Таунсенда — Роговского. Если плазма служит анодом, то она содержит большое количество свободных ионов, необходимых для реализации -процессов на катоде, т. е. и в этом случае отпадает необходимость в размножении ионов с помощью развивающихся электронных лавин. Таким образом, применительно к пробою промежутка плазма — холодный электрод основные исходные положения теории Таунсенда — Роговского теряют смысл. В настоящее время теория этого явления еще отсутствует и для ее разработки необходимо накопление экспериментальных данных. [c.204]

В области обш,ей теории разряда другой метод подхода к явлениям газового разряда был указан в 1923 году Ленгмю-ром, установившим представление о газоразрядной плазме и указавшим пути экспериментального и теоретического исследования последней [1021—1023, 1581, 1582]. В новейшее время Лёб и его школа пошли по другому направлению в изучении газового разряда [1869, 1870, 1875]. Созданная этой школой теория искрового пробоя и кистевого разряда учитывает в числе основных элементарных процессов фотоионизацию в объёме газа и наряду с представлением об электронных лавинах Таунсенда вводит представление о стримерах . Этим путём в значительной степени удалось расшифровать явления искрового разряда и молнии, а также разряда с острия. Количественную теорию термической ионизации дал индийский физик Сага (1923 г.) [811]. Приложение теории Сага к отшнурованному дуговому разряду дали Эленбас и другие (1935 г.) [1837—1839]. Среди них Бойль впервые осуществил разряд в парах ртути при сверхвысоких давлениях порядка ста атмосфер и выше [1850. [c.29]

Однако решение задачи о лавинных разрядах путём использования вычисленных таким образом значений а, а также и значений а, полученных экспериментально, требует существенной оговорки. Дело в том, что и теоретические подсчёты и экспериментальные определения по методу Таунсенда относятся к значениям коэффициента а в постоянном поле, при котором соотношение между ажЕ1р является однозначным. Между тем, за исключением случая слабых токов несамостоятельного разряда между двумя параллельными друг другу плоскими электродами, на пути движения электрона а не остаётся постоянным. Кроме того, движение электронов как направленное, так и беспорядочное нельзя рассматривать как установившееся и строго соответствующее значению Е в данной точке, за исключением тех случаев, когда Е меняется от точки к точке очень медленно. Поэтому при строгом количественном решении задачи о лавинных разрядах в значения а, полученные указанным выше путём, надо вводить соответствующие поправки. Поправки тем больше, чем быстрее изменяется напряжённость поля с изменением расстояния от катода. Это относится, конечно, не только к разрядам между электродами, создающими неравномерное поле, но и к искажению поля пространственными зарядами. Тем не менее, теория лавинных разрядов в первом приближении, не учитывающая этих поправок, приводит к существенным, качественно правильным выводам. Поэтому данное приближение в очень большом числе практически важных случаев вполне приемлемо. [c.241]

Первой по времени количественной теорией газового разряда явилась теория электронных лавин Таунсенда. Эта теория приложима к несамостоятельному разряду и лищь подводит нас к явлению перехода разряда из несамостоятельного в самостоятельный. [c.391]

Выражение (696) должно равняться числу е ионов в первой лавине, начавшей ряд пробойных процессов и пробежавшей в равномерном поле плоскопараллельного разрядного промежутка путь X при неизменном значении коэффициента объёмной ионизации Таунсенда а. Таким образом, если излучённые головкой стримера фотоны образовали в активном объёме только один свободный электрон, то в качестве условия, характеризующего самоподдерживающийся стример, можно написать [c.566]

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]

Подразумевая под а те значения коэффициента ес, которые даёт его экспериментальное определение по методу Таунсенда, не делающее различия между током электронов и отрицательных частиц, пишем закон нарастания лавины отрицательно заряженных частиц в виде [c.605]

В новейшее время Лёб и его школа погнли но -1ругому направлению. Созданная этой школой теория искрового пробоя п кистевого разряда учитывает в числе основных элементарных процессов фотоионизацию в объёме газа и наряду с представлением об электронных лавинах Таунсенда вводит представление [c.17]

При рй<рйкр, учитывая сравнительно большое вре.мя существования ионизационных процессов и периодичность импульсов тока, можно утверждать, что отдельным импульсом разряжается вся газовая полость (5л 2 см ) при участии таунсендовского механизма разряда. При этом, очевидно, важную роль играет малоизученный процесс эмиссии зарядов с поверхности диэлектрика. В этом случае после выполнения условия самостоятельности Таунсенда =1 и прохождения через газовый промежуток некоторого числа электронных лавин осевшие на стенках полости заряды уменьшают поле в полости до величины 0,995 от пробивного. Этого уменьшения оказывается достаточно, чтобы перестало выполняться условие самостоятельности и разряд прекратился. После возрастания поля до пробивного за счет источника процесс повторяется. [c.76]

Каждый электрон на пути к аноду ионизует частицы газа. Освобождённые при этом электроны также направляются к аноду и тоже разбивают при соударениях частицы газа на положительные ионы и электроны. Таким образом, число электронов, двигающихся по направлению к аноду, постепенно увеличивается с удалением от катода, и имеет место то явление, которое ноеит наименование лавина электронов. Положительные ионы, движущиеся в противоположном направлении, согласно Таунсенду, также ионизуют нейтральные частицы и также постепенно увеличиваются в своём числе от анода к катоду они образуют лавину положительных ионов. Чем больше расстояние между катодом и анодом при одной и той же напряжённости поля, тем больше возможности для нарастания той и другой лавины, [c.410]

Однако в действительности это не так. Теория лавинного пробоя Таунсенда, в рамки которой хорошо укладывается ход кривой Пашена, не учитывает явления холодной эмиссии на катоде. Между тем при увеличении напряжения между электродами или при уменьшении расстояния между ними напряжённость поля у поверхности катода возрастает настолько, что начинается холодная эмиссия. Удары эмиттируемых катодом электронов разогревают анод (оба электрода в случае переменного тока). Происходит выделение газов и испарение материала электродов, на-рушаюшее высокий вакуум, и между электродами или между стенкамй вакуумной прослойки происходит пробой. Условие пробоя в этом случае состоит в том, что напряжённость поля на катоде Е должна быть больше или равна Ещ. — напряжённости поля, приводящей к появлению токов холодной эмиссии, то-есть [c.450]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология