Raspuns: Acest coeficient este cea mai importanta caracteristica folosita in teoria evacuarii gazelor si determina reactia principala care duce la dezvoltarea descarcarii. Ionizarea prin șoc poate fi reprezentată de o reacție a formulei e + M → M + + 2e, unde M este atomul sau molecula de gaz. Coeficientul de ionizare a șocurilor este egal cu numărul de evenimente de ionizare efectuate de un electron de-a lungul căii de 1 cm de-a lungul câmpului. Energia de ionizare este Wu. pentru cele mai multe gaze este de 12-20 eV:
Energia de ionizare, eV
Coeficientul de ionizare a impactului, de obicei marcat cu # 945; și încă numit primul Townsend impact Coeficientul de ionizare este determinată de creșterea curentului dintre electrozi ca urmare a ionizării moleculelor de gaz ciocnirea cu electronii. Procesul de ionizare duce la formarea de noi electroni liberi. Acești electroni liberi, la rândul lor, dobândesc energia câmpului, suficient pentru ionizare, adică pentru formarea de noi electroni. Curentul care curge în decalajul cu un câmp uniform, crește și este dată de i = exp i0 (# 945; d), (1.7) unde d - lungimea intervalului (în centimetri) și i0 - valoarea curentă inițială. Deoarece ionizarea are loc la o energie de electroni W ≥ Wι. iar energia obținută de electron depinde de câmp și de lungimea traseului căii libere medii, determinată de densitatea gazului, atunci probabilitatea de ionizare și, prin urmare, coeficientul # 945; ar trebui să depindă de câmp și de concentrația moleculelor de gaz n sau presiunea sa p. Experimentele confirmă faptul că există într-adevăr o dependență # 945; / n = f (E / n) sau # 945; / p = f (E / p), iar la presiunea gazelor la ordinea atmosferei această dependență este bine descrisă printr-o ecuație a formei # 945; / N = A exp [B / (E / N)], unde A și B sunt constante în funcție de gaz. Figura arată dependența experimentală # 945; / n = f (E / n) pentru aer. Raportul E / n este adesea numit intensitatea câmpului redus.
Dependența coeficienților de ionizare și aderență și a coeficientului de ionizare eficient în aer de la E / n
Așa cum se poate vedea din figură, creșterea # 945; / n dată cu creșterea intensitate redusă E / n devine mai puțin intensă din cauza a doi factori: dacă creșterea E / n apare ca urmare a unei creșteri a intensității câmpului E la o constantă densitatea gazului n, apoi la energia liberă a electronilor crește după cum se mișcă, scade timpul de interacțiune în coliziunile lor cu molecule, ceea ce duce la o scădere a ratei de creștere a probabilității de ionizare; dacă creșterea E / n este asociată cu o scădere a n, atunci numărul de molecule cu care se ciocnește electronul scade și, prin urmare, numărul de coliziuni scade, ceea ce înseamnă o schimbare # 945;.
11) Formarea unei avalanșe de electroni, conceptul de descărcare independentă
Răspuns: Dacă intensitatea câmpului electric atinge valoarea lui E. la care este posibilă ionizarea cu impact, procesele de avalanșă apar în spațiul interelectrode. Aceasta multiplică particulele încărcate - electroni și ioni. Să luăm în considerare evoluția acestui proces. Să presupunem că în orice punct dintr-un câmp cu o putere a E, apare un electron liber care are o energie suficientă pentru a ioniza molecula de gaz. Electronul inițial poate apărea ca urmare a fotonizării moleculei de gaze de către un ionizator extern. Acest electron ionizează molecula, ceea ce duce la formarea unui ion pozitiv și doi electroni. Accelerând într-un câmp electric, fiecare dintre acești electroni, la rândul lor, ionizează molecula, ceea ce duce la un proces asemănător cu avalanșele (Figura 8).
Fig. 8. Schema de formare a electronilor (a) și distribuția particulelor încărcate în el (b)
Indicăm prin S distanța pe care o poate face avalanșa (distanța dintre electrozii). Într-un câmp uniform E = const și, în consecință, coeficientul de ionizare a impactului a este, de asemenea, constant. Numărul de electroni din avalanșă va fi numărul de electroni crește cu distanța S în conformitate cu legea exponențială și cu cea cu intensitate mai mare, cu atât este mai mare coeficientul de ionizare a impactului a. Electronii și ionii formați în avalanșă se mișcă sub acțiunea unui câmp electric. Mobilitatea electronilor este mult mai mare decât mobilitatea ionilor, ca rezultat, un exces de electroni se formează în capul avalanșei, iar ionii încărcați pozitiv predomină în coadă, Fig. 8 b. Soluția de auto-susținută: Un electron inițial este necesar pentru a forma o avalanșă. Cu reconstrucția continuă a electronilor inițiali, procesul de avalanșă nu se oprește. Electronii inițiali pot fi creați de ionizatori externi, caz în care descărcarea se numește non-independentă. Recrearea electronilor inițiali poate apărea și datorită proceselor de ionizare din avalanșă. În acest caz, procesul se autoreglează, iar descărcarea se numește independentă. Să stabilim condițiile pentru o descărcare independentă într-un câmp uniform. Conform relației. numărul de ionizări din avalanșă. Ionizarea într-o avalanșă este însoțită de excitația unei părți a moleculelor și de emisia de fotoni. Fotonii emise pot provoca ionizarea secundară în gaz. Se numeste coeficientul de ionizare secundar g numarul de electroni secundari produsi de fotoni pentru fiecare eveniment de ionizare din avalansa. Dacă se produce o ionizare în avalanșă, numărul total de electroni secundari este. Dacă acest număr este 1, aceasta înseamnă că, ca urmare a dezvoltării sale, avalanșa recreează electronul inițial. Prin urmare, cu condiția. Evacuarea va fi menținută chiar dacă acțiunea ionizatorului extern se va opri. există o condiție pentru evacuarea independentă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: