高电压卷1 复习资料.pdf

第 2 章 气体放点的基本物理过程（这章比较重要，要记得知识点很多，要认真看） 在第二章标题下面有一句话“与固体和液体相比·········”（ 1.电离是指电子脱离原子的束缚而形成自由电子、电离是指电子脱离原子的束缚而形成自由电子、正离子的过程正离子的过程．．电离是需要能量的，所需 电离是指电子脱离原子的束缚而形成自由电子电离是指电子脱离原子的束缚而形成自由电子、、正离子的过程正离子的过程．． 能量称为电离能 Wi(用电子伏 eV 表示，也可用电离电位 Ui=Wi/e 表示) 2.根据外界给予原子或分子的能量形式的不同，电离方式可分为热电离、光电离、碰撞电离 （最重要）和分级电离。 3.阴极表面的电子溢出： （1）正离子撞击阴极：正离子位能大于 2 倍金属表面逸出功。 （2 ）光电子发射：用能量大于金属逸出功的光照射阴极板。光子的能量大于金属逸出功。 6 （3 ）强场发射：阴极表面场强达到 10 V/cm （高真空中决定性） （4 ）热电子发射：阴极高温 4.气体中负离子的形成： 电子与气体分子或原子碰撞时，也有可能发生电子附着过程而形成负离子，并释放出能量（电 子亲合能）。电子亲合能的大小可用来衡量原子捕获一个电子的难易，越大则越易形成负离 子。 负离子的形成使自由电子数减少，因而对放电发展起抑制作用。SF6 气体含 F，其分子俘获 电子的能力很强，属强电负性气体，因而具有很高的电气强度。 5.带点质点的消失： （1）带电质点的扩散带电质点的扩散：带电质点从浓度较大的区域向浓度较小的区域的移动，使带电质点 带电质点的扩散带电质点的扩散 浓度变得均匀。电子的热运动速度高、自由行程大，所以其扩散比离子的扩散快得多。 （（2 ）带电质点的复合）带电质点的复合：带异号电荷的质点相遇，发生电荷的传递和中和而还原为中性质点 （（））带电质点的复合带电质点的复合 的过程，称为复合。带电质点复合时会以光辐射的形式将电离时获得的能量释放出来，这种 光辐射在一定条件下能导致间隙中其他中性原子或分子的电离。 6.气体间隙中电流与外施电压的关系： 第一阶段：第一阶段：电流随外施电压的提高而增大，因为带 第一阶段第一阶段：： 电质点向电极运动的速度加快复合率减小 第二阶段：电流饱和，带电质点全部进入电极，电第二阶段 第二阶段第二阶段 流仅取决于外电离因素的强弱（良好的绝缘状态） 第三阶段：电流开始增大，由于电子碰撞电离引起第三阶段 第三阶段第三阶段 的电子崩电子崩 电子崩电子崩 第四阶段自持放电：电流急剧上升放电过程进入了第四阶段 第四阶段第四阶段 一个新的阶段（击穿） 外施电压小于 U0 时的放电是非自持放电。 电压到达 U0 后，电流剧增，间隙中电离过程只靠外施电压已能维持，不再需要外电离因素。 自持放电 7. 电子碰撞电离系数电子碰撞电离系数α：代表一个电子沿电力线方向行经： 1cm 时平均发生的碰撞电离碰撞电离次数。 电子碰撞电离系数电子碰撞电离系数 ：： 碰撞电离碰撞电离 8. 自持放电的条件：必须在气隙内初始电子崩消失之前产生新的电子（二次电子）来取代 外电离因素产生的初始电子；实验表明：二次电子的产生与气压气隙长度的乘积（pd）有关: Pd 较小，自持放电可由汤逊理论汤逊理论(和巴申定律) 解释; Pd 较大，自持放电可由流注理论流注理论解释。 汤逊理论汤逊理论 流注理论流注理论 汤逊理论认为二次电子的来源是正离子碰撞阴极表面发生的电子逸出。 ad ≈ ln pd 值较大时，放电也是从电子崩电子崩开始的，但当电子崩发展到一定阶段后，会产生电离特强、 电子崩电子崩 发展速度更快的空间的光电离空间的光电离，形成流注流注（（等离子体等离子体））。流注的发展速度比电子崩的快一个 空间的光电离空间的光电离 流注流注 （（等离子体等离子体）） 数量级，且