Наведемо еквівалентну схему заміщення даного діелектрика
 |
Rv RS1 Rs2 Rs3 Rs4
 |
Спочатку визначимо об'ємний і поверхневий опори діелектрика
Опір ізоляції
;
Струм, що протікає через діелектрик
.
Електропровідність газоподібних діелектриків
Електропровідність у газах виникає тільки при наявності в них іонів чи вільних електронів. Іонізація нейтральних молекул газу відбувається під дією зовнішніх факторів, або внаслідок зіткнення іонізованих часток самого газу, прискорених електричним полем, з молекулами газу. Зовнішніми факторами є ультрафіолетові промені, рентгенівське випромінювання, космічні промені, радіоактивне випромінювання, а також термічне нагрівання газу. Іонізація відбувається внаслідок поглинання нейтральними молекулами фотонів. Енергія фотона визначається за формулою W = h 
, де h – постійна Планка, 
= 
- частота випромінювання, 1/с; С – швидкість світла; 
- довжина хвилі.
Іонізація молекул відбувається при перевищенні енергією кванта випромінювання величини потенціалу іонізації, Uи:
h >eUв = Uи, (2.4)
де Uв – потенціал виходу (робота, яку необхідно затратити для видалення за межі атома частки, носія заряду), е – заряд електрона (1,6 10-19Кл)
З підвищенням частоти здатність молекул газу до іонізації збільшується.
Енергія, яку необхідно затратити на іонізацію молекул газу, вимірюється в електроновольтах (еВ). Енергія в 1 еВ дорівнює кінетичній енергії, що здобуває електрон при вільному русі між двома точками з різницею потенціалів у 1В. Отже, 1еВ дорівнює енергії e U= 1,6 10-19 , Вт с (Дж).
|
|
|
Потенціал іонізації більшості газів знаходиться в межах 10-20 еВ.
Вільні електрони, знаходячись у русі, зіштовхуються з молекулами газу, при цьому частина з них рекомбінує, тобто захоплюється позитивними іонами, а частина, що захоплюється нейтральними молекулами, утворює негативні іони. Час життя вільного електрона складає близько 10-6с. Оскільки процеси іонізації і рекомбінації проходять одночасно, то при визначеній температурі і тиску настає рівновага, при якій забезпечується постійна концентрація іонів. На підставі результатів досліджень встановлено, що в звичайних умовах середня концентрація позитивних іонів у повітрі складає 750 1/см3, а негативних – 650 1/см3.
Під впливом зовнішніх факторів газ здобуває хоч і дуже малу, але певної величини електропровідність, що називається несамостійною. При збільшенні напруги, що прикладається до газового проміжутку, виникає ударна іонізація електронами, які під дією поля здобувають кінетичну енергію, достатню для іонізації нейтральних молекул при їхньому зіткненні. Одночасно з іонізацією газу відбувається і рекомбінація позитивних і негативних іонів з утворенням нейтральних молекул. Електропровідність газу, обумовлена ударною іонізацією, називається самостійною.
|
|
|
На рис.2.2. приведена вольтамперна характеристика газового проміжутку. У випадку утворення електропровідності під дією зовнішніх факторів при незначній напрузі струм дуже малий і баланс процесів утворення іонів і їхньої рекомбінації зберігається. У розглянутому режимі виконується закон Ома
, (2.5)
де J – щільність струму; 
- питома провідність; U – напруга, що прикладаєть-ся; h - відстань між електродами.
На рис 2.2. цей режим відповідає ділянці ОА.
 |
I С
В
А
О U
Рис 2.2 – Вольтамперна характеристика газового проміжку.
При подальшому збільшенні напруги баланс процесів утворення іонів і їхньої рекомбінації порушується, тому що іони несуться до електродів, не встигаючи рекомбінувати. Струм росте повільніше напруги (ділянка АВ). Зменшення концентрації іонів продовжується з ростом напруги і при певному його значенні настає насичення (ділянка ВС). Іони, що утворяться під впливом зовнішніх іонізаторів, несуться до електродів. Щільність струму в цьому випадку дорівнює
|
|
|
J = N q h, (2.6)
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 231; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!