Kỹ thuật cao áp P1

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Qúa trình phóng điện trong chất khí

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Nội dung Text: Kỹ thuật cao áp P1

Chæång 1: Quaï trçnh phoïng âiãûn trong cháút khê ng I/Khaïi niãûm chung II/ Caïc daûng ion hoaï Lyï thuyãút phoïng âiãûn trong cháút khê dæûa trãn cå såí cuía hiãûn tæåüng ion hoaï -Hiãûn tæåüng ion hoaï laì quaï trçnh phán ly caïc phán tæí trung tênh thaình caïc haût mang âiãûn cuû thãø laì e-vaì ion+ -Muäún thæûc hiãûn âæåüc quaï trçnh ion hoaï thç phaíi cung cáúp cho phán tæí 1 nàng læåüng W ≥ Wi Saín pháøm cuía quaï trçnh ion hoaï coï khuynh hæåïng: + khuyãúch taïn trong khäng khê + kãút håüp - Nãúu W < Wi thç luïc âoï phán tæí seî åí1traûng thaïi âàûc biãût goüi laì traûng thaïi bë kêch thêch. ÅÍ traûng thaïi naìy âiãûn tæí khängtaïch hàón ra thaình âiãûn tæí tæû do maì noï tæì mäüt quyî âaûo naìy nhaíy sang mäüt quyî âaûo khaïc.Thæûc nghiãûm cho tháúy traûng thaïi naìy khäng täön taûi láu daìi maì chè sau mäüt thåìi gian ráút ngàõn noï quay vãö traûng thaïi ban dáöu vaì nàng læåüng maì chuïng nháûn âæåüc træåïc kia cuîng traí laûi dæåïi daûng quang nàng Trong lyï thuyãút phoïng âiãûn trong cháút khê thç chuïng ta coï thãø gàp caïc daûng ion hoaï sau: 1) Ion hoaï va chaûm 2)Ion hoaï quang 3)Ion hoïa nhiãût 4)Ion hoaï bãö màût
**Riãng Ion hoaï va chaûm ta coï: Xaíy ra khi coï sæû va chaûm giæîa 1 âiãûn tæí våïi pháön tæí khê trung tênh 1 Âiãöu kiãûn nàng læåüng: mV 2 ≥ Wi 2 Mäüt e- mang âiãûn têch q di chuyãøn trong âiãûn træåìng E thç khi âi qua 1 âoaûn âæåìng laì x thç nàng læåüng têch luyî trãn âoaûn âæåìng dëch chuyãøn seî laì: Eqx ≥ Wi E=U/d e - + Eqx ion x x U
III/Caïc diãùn biãún cuía quaï trçnh phoïng âiãûn trong cháút khê 1)Âënh nghéa phoïng âiãûn: Phoïng âiãûn laì sæû hçnh thaình doìng âiãûn liãn tuûc giæîa caïc âiãûn cæûc Mäi træåìng khê maì dáùn âiãûn âæåüc ngæåìi ta goüi tãn noï laì mäi træåìng Plaïsma Phoïng âiãûn laì sæû hçnh thaình mäi træåìng Plasma 2)Caïc giaí thiãút - Ban âáöu åí trong khoaíng khäng gian giæîa 2 âiãûn cæûc täön taûi êt nháút mäüt âiãûn tæí tæû do - Xeït quaï trçnh phoïng âiãûn trong cháút khê åí âiãöu kiãûn nhiãût âäü bçnh thæåìng (20o C) tæïc laì khäng xeït âãún ion hoaï nhiãût - Khäng xeït âãún hiãûn tæåüng ion hoaï tæìng cáúp 3) Hiãûn tæåüng ion hoaï va chaûm Xeït 1 âiãûn tæí coï baïn kênh r0 di chuyãøn trong mäi træåìng khê gäöm nhiãöu pháön tæí khê baïn kênh r, máût âäü phán tæí khê laì N a r0 r a laì khoaíng caïch giæîa 2 tám Âãø coï va chaûm xaíy ra: r +r0 ≥ a Cho e- di chuyãøn 1 Cm trong mäi træåìng khê âoï thç seî coï π.(r +r 0 )2.1.N säú pháön tæí khê va chaûm våïi e-. Âáy cuîng chênh laì säú láön va chaûm S= π.(r +r 0)2 .N
4) Âoaûn âæåìng tæû do trung bçnh ( λ ) Âoaûn âæåìng tæû do trung bçnh ( λ ) laì khoaíng caïch giæîa 2 láön va chaûm kãú tiãúp 1 1 λ tb = = S Π (r + r 0 )2 . N e− 1 λ = (Vç r0
e- - + e- x Giaí thiãút ban âáöu åí phça ám cæûc coï no âiãûn tæí, dæåê taïc duûng cuía âiãûn træåìng caïc âiãûn tæí di chuyãøn vãö phêa cæûc dæång Trong quaï trçnh di chuyãøn âoï thç âiãûn tæí seî va chaûm våïi phán tæí khê vaì laìm cho säú e- chæa va chaûm caìng ngaìy caìng giaím Giaí sæí taûi toaû âäü x coìn n electron chæa va chaûm våïi phán tæí khê λ ne − >x Taûi x + dx thç coìn (n-dn)e- chæa va chaûm våïi phán tæí khê λ ( n − dn ) e − > x+dx dn : säú âiãûn tæí âaî va chaûm våïi phán tæí khê trãn dx = säú láön va chaûm trãn dx Phæång trçnh vi phán: dn= - nSdx dn = -Sdx n n = noe-Sx n − x / λ = e tb n o P{ }= − x / λ Xaïc suáút: λ ≥ x e tb YÏ nghéa: noïi lãn khaí nàng âãø 1 e- chæa va chaûm våïi phán tæí khê taûi x
5) Hãû säú ion hoaï va chaûm α Hãû säú ionhoaï va chaûm: biãøu thë säú láön va chaûm maì gáy ion hoaï khi e- âi 1 âoaûn âæåìng 1 cm α = S.P { ≥ x i } λ α = Ap . e − x i / λ tb − W i Våïi ∏ r 2 A = . Ap = Ap . e Eq KT − Bp = Ap . e / E B = AW i α = f ( p , E ) α q α @ E= const α = f ( p ) max p @ p= const α = f (E ) po α Ap E
6) Quy luáût tàng säú âiãûn têch - + ne- (n+dn)e- x x+dx Giaí thuyãút ban âáöu åí phêa ám cæûc coï 1 âiãûn tæí dæåïi taïc duûng cuía âiãûn træåìng e- di chuyíen vãö phêa cæûc dæång Trong quaï trçnh di chuyãøn âoï seî va chaûm våïi phán tæí khê vaì gáy ion hoaï våïi hãû säú ion hoaï va cham α Caïc âiãûn tæí måïi sinh ra cuîng seî di chuyãøn dæåïi taïc duûng cuía âiãûn træåìng vaì cuîng gáy ion hoaï . Quaï trçnh cæï thãú tiãúp tuûc laìm cho säú âiãûn têch giæîa 2 baín cæûc ngaìy caìng tàng Giaí sæí taûi x thç säú âiãûn tæí tàng lãn laì ne- taûi x+dx thç säú âiãûn tæí tàng lãn laì (n+dn)e- dn: säú e- tàng lãn trãn dx = säú láön va chaûm gáy ion hoaï trãn dx Phæång trçnh vi phán: dn= nα dx dn = α dx n x ∫ α d x n = e 0 α x Våïi p= const, E= const thç α = const n = e Váûy quy luáût tàng säú âiãûn têch laì tàng theo quy luáût haìm muî
7) Sæû hçnh thaình phoïng âiãûn : Song song våïi sæû phaït sinh cuía âiãûn tæí keìm theo sæû phaït sinh cuía ion dæång våïi cuìng säú læåüng vaì caïc âiãûn têch naìy seî táûp håüp thaình thaïc âiãûn tæí - + x Caïc e- do nheû di chuyãøn våïi täúc âäü nhanh âäöng thåìi dãù khuyãúch taïn phán bäú trong khoaíng khäng gian tæång âäúi räüng . Coìn caïc ion+ nàûng di cuyãøn cháûm  vion = 1 ve−  nãn táûp trung åí phêa sau  + cho  100  Dæåïi taïc duûng cuía âiãûn træåìng thç caïc e- caìng ngaìy caìng âæåüc keïo daìi ra cho âãún luïc noï näúi liãön khoaíng caïch giæîa caïc âiãûn cæûc. Luïc âoï thaïc seî tæû triãût tiãu båíi vç caïc âiãûn têch khaïc dáúu âaî âæåüc trung hoaì trãn caïc âiãûn cæûc âäúi diãûn Quaï trçnh naìy chæa thãø goüi laì phoïng âiãûn dæåüc båíi vç chæa hçnh thanh doìng liãn tuûc giæîa caïc âiãûn cæûc Muäún coï phoïng âiãûn : -Phaíi coï nhiãöu thaïc âiãûn tæí -Thaïc âiãûn tæí thãú hãû sau phaíi saín sinh ra træåïc khi thaïc thãú hãû træåïc noï triãût tiãu -Mäùi mäüt thaïc âiãûn tæí thç âãöu âoìi hoíi 1 e- taïc duûng ban âáöu thæï cáúp . Nhæng caïc e- taïc duûng ban âáöu cuía caïc thãú hãû sau phaíi âæåüc saín sinh ra ngay trong näüi bäü khe håí khê dæûa vaìo hiãûn tæåüng ion hoaï quang åí aïp suáút cao hoàûc ion hoaï bãö màût åí aïp suáút tháúp
IV) Âàûc tênh V-A cuía cháút khê : i Xeït 1 khe håí khê E c a b U Âàût lãn noï 1 âiãûn aïp 1 chiãöu vaì tàng dáön tæì tháúp âãún cao O u Udthq Uo Udthq- âiãûn aïp duy trç häö quang -Giai âoaûn 0a : khi u tàng thç I tàng, phuì håüp âënh luáût Ohm Trong khe håí khäng khê luän täön taûi caïc âiãûn têch tæû do do quaï trçnh ion hoaï bãn ngoaìi, dæåïi taïc duûng cuía âiãûn træåìng thç caïc âiãûn têch tæû do di chuyãøn hçnh thaình doìng âiãûn. Khi u tàng thç E tàng , luïc âoï váûn täúc dëch chuyãøn tàng lãn laìm säú âiãûn têch âi vãö caïc cæûc âäúi diãûn trong 1 âån vë thåìi gian tàng lãn dáùn âãún doìng tàng -Giai âoaûn ab : khi u tàng, I = const, goüi laì giai âoaûn baîo hoaì Vç säú âiãûn têch tæû do coï sàôn trong khe håí khäng khê coï giåïi haûn -Giai âoaûn bc : Taûi b âieûn aïp âaût âãún giaï trë uo u tàng thç E tàng dáùn âãún säú læåüng âiãûn têch tàng lãn laìm I tàng Luïc naìy ta goüi khäúi khê âoï âaî bë phoïng âiãûn Nãúu duy trç nguäön thç âiãûn aïp seî tæû âäüng tuût âãïn giaï trë âuí âãø dáûp tàõt häö quang