Основные свойства электрической искры (часть 4)
Экономичность

 

До тех пор пока в процессе ионизации электронов образуется меньше, чем это необходимо для того, чтобы разряд был самопод­держивающимся, фаза разряда будет фазой предпробоя. При малых скоростях роста напряжения зажигания фаза предпробоя может быть достаточно длительной (несколько минут), это зависит от состава газа, давления и формы искрового промежутка. Чем быстрее рост напряжения, тем короче эта фаза, поскольку про­цессы ионизации проходят быстрее. Температура газа при этом еще очень близка к ее начальному значению, и средняя плотность электронов менее 1015 э/см3, хотя в отдельных каналах ионизации (стримерах) она может достигать 1018 э/см3. В воздухе и азоте происходит интенсивное излучение молекул N2, что используется в лазерах. Излучение атомов пренебрежимо мало. Ионизирован­ное облако заполняет все пространство искрового промежутка, где напряженность поля достаточно высока.

Пробой. По мере того как вырабатывается достаточное коли­чество электронов обратной связи, происходит сверхэкспоненци­альное увеличение силы тока разряда под действием объемного заряда, образующегося в проводящих каналах [21 ]. Практически это происходит, когда сила тока превышает «10 мА. Поскольку ток ничем не ограничивается, в течение нескольких наносекунд его сила увеличивается до нескольких сотен или тысяч ампер, увеличение продолжается, пока ему не будет препятствовать сопротивление разряда и внешней цепи вблизи искрового промежу­тка (т. е. свечи зажигания). На этом этапе напряжение в искро­вом промежутке и напряженность электрического поля быстро уменьшаются до очень малых значений (100 В и 1 кВ/см соответственно, т. е. происходит пробой). Минимальная энергия, необ­ходимая для начала фазы пробоя при давлении 1 бар (10в Па) и зазоре между электродами свечи зажигания размером 1 мм, составляет 0.3 мДж.

Во время пробоя через часть объема, обладающую несколько повышенной электропроводностью, проходит все более интенсив­ный ток. Плотность ионов быстро увеличивается до значений порядка 1019 э/см3, так что доминирующим процессом потери энер­гии ускоренными электронами становится обмен энергией между электронами и ионами, обусловленный действием сил Кулона [22]. Несмотря на неблагоприятное соотношение масс электрона и иона, становится возможным эффективный обмен энергией при единичных столкновениях. В результате будет осуществляться передача электроэнергии из емкости разрядника через электриче­ское поле электронам и ионам.


Newer news items:
Older news items:

 

РЕКЛАМА

Новое на сайте