Газообразные Д обладают высокими
электроизоляционными свойствами только при низких напряжениях. В
сильных электрических полях, когда начинается процесс ударной ионизации,
проводимость газов резко возрастает. Длительность пробоя в газе при
длине промежутка1см составляет10^-7– 10^-8с. Чем больше напряжение,
приложенное к газовому промежутку, тем быстрее развивается пробой
газообразного Д
Пробой газообразного Д развивается след образом. Под воздействием внеш
факторов(радиоактивность Земли, космические лучи) на поверхности катода
образуется небольшое количествоэлектронов(около10-20 в течение1с в1см^3).
Эти электроны явл. начальными зарядами приводящими к пробою газа
достаточно сильном поле.Эти первичные электроны, перемещаясь от катода
к аноду, производят ударную ионизацию, в рез-те чего возникает
перемещается к аноду первичная электронная лавина. На пути следования
лавины обр. канал, состоящий из электронов и пол. ионов.
В ряде случаев ускоренный полем электрон при столкновении с частицами
газа передает им свою энергию, однако ионизации не происходит.Энергия
затрачивается на перевод в возбужденное состояние электронов в атомах или
молекулах. В последующем электроны возвращаются в невозбужденное
состояние, а запасенная избыточная энергия излучается в виде кванта
света, фотона. Фотоны обр. и в результате рекомбинации электронов и ионов. В
резуль появл. вторичные электроны, образов. за счет фотоионизации, которые
свою очередь начинают процесс ударной ионизации и порождают новы
электроныне лавины, расположенные далеко впереди фронта первичной
лавины. На следующей стадии отдельные лавины нагоняют друг друга,
сливаются и обр. сплошной канал. Электроны быстрее перемещаются к аноду
поэтому канал в основном состоит из пол ионов и его наз стримером. Стример имеет форму острия, обращенного к катоду. Ударная ионизация электронами составляет основу пробоя газа, но электронная лавина сама по себе недостаточна для образования пробоя, так как не образует проводящего пути между электронами. Кроме ударной ионизации есть и другие явления, к-е оказывают значительн влияние на процесс формирования разряда.
Известно два механизма пробоя газа:
-лавинный
-лавинно-стриммерный
При лавинном механизме ударная ионизация электронами сопровождается
вторичными процессами в катоде, в результате которых восполняются заряды в
газовом промежутке. При пробое в этом случае требуется образование
серии лавин, причём каждая вновь образующаяся лавина должна содержать по сравнению с предыдущими большее число электронов, происходит
«раскачивание» электронных лавин. Лавинный пробой развивается длительно в
течении1 мкс и не характерен для импульсов напряжений. Пробой газа обуславливается явлением ударной и фотоннойионизации.
Рассм. явление пробоя газа в однородном поле. Однородное поле можно
получить между плоскими сферами большого диаметра при малом расстоянии
между ними. Пробой газа в однородном поле происходит мгновенно и для него
характерна зависимость Епр от плотности газа и расстояния между
электродами:
плотность газа прямо пропорциональна давлению и обратно пропорциональна
температуре. При малых h электрическая прочность резко возрастает. Это
объясняется трудностью формирования разряда при малом расстоянии
между электродами, т.е. общая длина свободного пробега электрона очень
мала. Пробой газа в неоднородном поле отличается от пробоя в однородном.
Неоднородное поле образуется между остриём и плоскостью, коаксиальными цилиндрами, между сферическими поверхностями, если расстояние между ними больше радиуса сферы, между проводами линий электропередач. Особенностью пробоя газа в неоднородном поле является возникновение частичного разряда в виде короны в местах, где напряжённость имеет повышенное значение. При возрастании напряжений корона переходит в искровой разряд или дугу.
Закон пашена!! устанавливает, что наименьшее напряжение зажигания газового разряда между двумя плоскими электродами есть величина постоянная (характерная для данного газа) при одинаковых значениях произведения pd, где р — давление газа, d — расстояние между электродами. Сформулирован нем. физиком Ф. Пашеном (F. Paschen) в 1889. П. з.— частный случай закона подобия газовых разрядов: явления в разряде протекают одинаково, если при увеличении или уменьшении давления газа во столько же раз уменьшить или, соответственно, увеличить размеры разрядного промежутка, сохраняя его форму геометрически подобной исходной. П. з. справедлив с тем большей точностью, чем меньше р и d. (см. ЗАЖИГАНИЯ ПОТЕНЦИАЛ).
