Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Закон Пашена




Читайте также:
  1. Ex lege XII tabularum aes alienum hereditarium... pro portionibus... ipso iure divisum (C. 2. 3.26). - По законам XII таблиц наследственные долги делятся автоматически на доли.
  2. I закон термодинамики
  3. I.4.2) Законы.
  4. II закон Ньютона.
  5. II закон термодинамики. Теорема Карно-Клаузиуса
  6. II. Организм как целостная система. Возрастная периодизация развития. Общие закономерности роста и развития организма. Физическое развитие……………………………………………………………………………….с. 2
  7. II.3. Закон как категория публичного права
  8. II.3.2) Классификация законов.
  9. II.3.3) Сила и пространство действия законов.
  10. III закон Ньютона.

Выполнение условия самостоятельности разряда (1.18) в одно­родном поле означает пробой всего промежутка, приняв = 0 и прирав­няв (1.18) единице, получим:

 

(1.19)

 

или

 

. (1.20)

 

Прологарифмируем (1.20) и преобразуем относительно :

 

. (1.21)

 

Экспериментально установлено:

 

, (1.22)

 

где

Р — давление газа;

E — напряженность электрического поля; - коэффициент, зависящий от состава газа.

 

,

 

где

r — радиус молекул;

k — постоянная Больцмана;

Т — температура в градусах Кельвина.

— коэффициент, зависящий от энергии ионизации газа,

,

 

где

— потенциал ионизации газа.

 

Приравняв выражения для (1.21) и (1.22), получим:

 

 

Подставив в (1.23) , имеем

 

 

или

 

 

Прологарифмируем (1.24), тогда:

 

Поскольку нас интересует напряжение, при котором произой­дет пробой, приравняем U = Uпp. Тогда из (1.25):

Из (1.26) видно, что при неизменной температуре разрядное напряжение в однородном поле является функцией произведения давле­ния P на расстояние между электродами S, т. е.

 

.

Эту закономерность впервые экспериментально обнаружил Пашен. И выражение (1.26) называется законом Пашена. Графически эта закономерность представлена на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Графическое отображение закона Пашена для воздуха

 

Вид этой зависимости можно объяснить, исходя из физических представлений. При S=const увеличение давления больше значения, со­ответствующего минимуму, приводит к увеличению числа столкнове­ний электронов с нейтральными атомами и молекулами и, как следст­вие, к уменьшению его энергии накапливаемой на длине свободного пробега. Следовательно, для возникновения ударной ионизации необхо­димо увеличение напряжения Uпp. С другой стороны, при давлениях меньших, чем соответствующее минимуму значения, увеличивается длина свободного пробега и накапливаемая электроном энергия, но уменьшается количество столкновений, что уменьшает вероятность ударной ионизации. Для ее увеличения необходимо, чтобы как можно большее число столкновений заканчивалось ионизацией. Для этого не­обходимо увеличивать энергию электрона на длине свободного пробега, т. е. увеличивать Uпp.



Закон Пашена в виде формулы (1.26) справедлив при нормаль­ной температуре. Изменение температуры действует обратно измене­нию давления и должно учитываться при расчетах. В общем виде с уче­том изменения температуры закон Пашена запишется:

 

 

или

,

 

где

 

,

 

T — температура в градусах Кельвина.

Тогда ,

где

— пробивное напряжение, приведенное к действительным усло­виям измерения;

— пробивное напряжение, полученное при расчете по формуле Пашена.

Экспериментальная кривая Пашена отличается от расчетной как в области очень малых значений PS, так и в области очень больших. В области очень малых значений PS отличие объясняется приближени­ем к вакуумному пробою, при котором основную роль играют процессы на поверхности электродов, а не в объеме газа. При больших значениях PS отличие объясняется увеличением напряженности электрического поля на микровыступах электродов и увеличением вероятности возник­новения лавин, что снижает Uпp.

На основании закона Пашена могут быть предложены способы повышения пробивного напряжения газов:



1) увеличение давления больше атмосферного;

2) уменьшение давления до значений меньших, чем давление
соответствующее минимуму, вплоть до вакуума.


Дата добавления: 2014-12-23; просмотров: 254; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты