Перейти к содержанию

Главное меню:

Территория электротехнической информации WEBSOR

Найти

Тлеющий разряд

Основы > Электрические процессы в вакууме и газах

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
13
6+-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.

Рис. 3.27

Основы | Электромашины | Оборудование | Нормы | Подстанция | Электроснабжение | Освещение | Воздушная линия | Карта сайта


Назад к содержанию | Назад к главному меню