Основные свойства электрической искры (часть 5)
Экономичность

 

Следствием этого является очень высокая степень ионизации (наблюдалась заметная концент­рация N4+) и возбуждения электронов при значительном повы­шении температуры газа (до 60 000 К). Это изображено на рис. 3.5.

Указанные процессы сосредоточены в узком канале, начальный диаметр которого равен 40 мкм, что соответствует величине диа­метров стримеров, образующихся во время предпробоя. Все тя­желые частицы внутри этих каналов полностью диссоциируются, ионизируются и сильно возбуждаются, так что внутренняя или потенциальная энергия одной тяжелой частицы составляет более 20 эВ по сравнению с 5,5 эВ тепловой энергии (при 60 000 К)-Это показано на рис. 3.6. Поскольку при этом возможно возбу­ждение более высоких уровней электронов, нетрудно видеть, что при пробое могут накапливаться большие запасы энергии (го­раздо большие, чем только за счет повышения температуры). Вследствие чрезвычайно быстрого повышения температуры газа до 60 000 К давление в канале почти мгновенно растет до несколь­ких сотен бар (1 бар = 106 Па), вызывая распространение и сверхзвуковой скоростью.

В процессе этого расширения канал охлаждается, и, поскольку в каждый момент времени соблюдается тепловое равновесие, на­копленная потенциальная энергия постепенно превращается в тепловую энергию, что обеспечивает процесс расширения. Так как реком­бинация представляет собой про­цесс, в котором участвуют три тела, после того как плотность упадет до очень малых значений, будет иметь место повышенная концент­рация радикалов. Часть энергии («30 %), отводимая с ударной волной, вскоре возвращается назад, поскольку сферические удар­ные волны быстро передают заключенную в них энергию мо­лекулам газа, расположенным внутри сферы достаточно малого радиуса (d«2 мм), в которой впоследствии формируется плаз­ма пробоя.

Изменение температуры плазмы с течением времени для двух различных значений энергии пробоя графически изображено на рис. 3.7, а на рис. 3.8 приведены значения скоростей расширения и диаметров канала. Благодаря тому, что процессы протекают чрезвычайно быстро, потерь почти нет. Катод остается холодным, и он не может нагреваться от плазмы вследствие теплопроводности. Поскольку пробой является нестационарным разрядом, на за­ключительных этапах эмиссия электронов становится достаточной для действия катодных механизмов, способствующих пере­даче сильных токов.


Newer news items:
Older news items:

 

РЕКЛАМА

Новое на сайте