《电介质物理》课件电介质的击穿1.pptVIP

*3.热电离与气体热状态有关的电离过程称为热电离。在室温时,分子平均动能很小,不会发生电离；但是T↑,平均动能增大。按气体分子平均动能按自由度均分原则,在气体温度为T时,气体分子每个自由度的平均动能为热电离产生条件气体介质的击穿*总能量大于分子电离能两个分子相互碰撞时的总能量温度在上万度以上才可能发生热电离。气体介质的击穿Missionimpossible！*4.负离子的形成一些电子亲和力较大的元素（如O、Cl、F等）,不仅在生成化合物时易于形成负离子,而且当它们以分子状态存在时,如果遇到电子,容易吸附电子而形成负离子。自由电子附着于电子亲和力较大的元素或这些元素的化合物形成负离子的过程称为电子的附着。电子附着过程种伴随着光辐射。这类容易形成负离子的气体,称为负电性气体。气体介质的击穿*气体成分有关还与p及E有关电子附着系数一个电子在电场方向单位长度行程内可能附着于中性分子的次数。定义影响的因素表示方法气体介质的击穿*随着电场强度的增大（即电子能量增大）电子附着效应减弱；、p及E实验规律图随着气压的增大,由于能量减小,电子附着效应增大。说明低能电子容易附着,高能电子不易附着。气体介质的击穿*电子附着的作用设处有个电子，走过距离后，由于电离作用，增加的电子数为:由于附着效应而减少的电子数为:从而，电子的净增加数应为:由此可见,附着效应的存在,相当于电离系数减小了,因此,附着效应是抑制电子数倍增的因素。气体介质的击穿*一.强电场下气体中载流子的产生强电场下气体载流子产生碰撞电离光电离热电离正离子撞击阴极光电发射原子的激励和电离阴极的表面电离气体介质的击穿热电子发射和场致发射负离子的形成*阴极的表面电离由于气体放电中电流是连续的，必然存在阴极发射电子的过程，称为阴极的表面电离。条件:电子能量大于金属的逸出功。定义气体介质的击穿1.正离子撞击阴极正离子向阴极移动,撞击阴极时将动能和位能传递给电子,使其逸出金属,引起表面电离。*一个正离子撞击阴极平均释放的自由电子数。必须从阴极释放一个以上的自由电子才能造出表面电离。由于?过程从阴极发射的电子称为二次电子。与电极的逸出功有关,因而与电极材料及其表面状态有关。?——表面电离系数表面电离系数一般为10-2数量级,下表给出了几种气体的表面电离系数。气体阴极材料ArH2空气N2HeAlCuFe0.120.060.060.10.050.060.0350.0250.020.10.0650.060.02－0.015气体介质的击穿*2.光电发射光照后发射电子,为表面光电发射。定义条件光子能量大于金属逸出功对大多数金属,射线为紫外光范围气体介质的击穿光的来源:①由外来射线产生，短波射线才有电离气体能力。②分子从激发态回到基态，或异性离子复合时产生光子。*3.热电子发射和场致发射热电子发射场致发射这时气体早就击穿了。因此表面电离方式中,起主要作用的是正离子撞击阴极和光电发射。气体介质的击穿*二.载流子的消失载流子的扩散载流子的复合气体介质的击穿载流子的产生过程载流子的消失过程互动决定绝缘是否击穿载流子在电场作用下作定向运动,从而消失于电极,构成电导电流；载流子的复合和扩散。空间载流子消失方式*电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipment1.载流子的复合正离子与负离子或电子碰撞时,复合成中性分子并发生光辐射,称这个过程为复合。正、负离子复合后形成两个分子,释放出的能量为电离能和从负离子剥夺电子所耗能量之差+=A气体介质的击穿*电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulationandPowerEquipmentB当时,引起其他地方的光电离。气体介质的击穿*电力设备电气绝缘国家重点实验室StateKeyLaboratoryofElectricalInsulation