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流注理论

[拼音]:liuzhu lilun

[外文]:stream theory

关于气体电击穿机理的一种理论。由R.瑞特与J.M.米克于1937年提出。汤森理论奠定了气体放电的理论基础,但是随着气体放电研究的发展,有些现象只由汤森理论难以解释,例如放电发展的速度比碰撞电离快,放电通道是不均匀的而呈折线形状,因此需要寻求其他理论。流注理论就是在总结这些实验现象的基础上形成的。

应用流注理论描述放电过程见图。

在外施电场作用下,电子崩由阴极向阳极发展,由于气体原子(或分子)的激励、电离、复合等过程产生光电离,在电子崩附近由光电子引起新的子电子崩(图a),电子崩接近阳极时,电离强,光辐射也强(图b)。光电子产生的子电子崩汇集到由阳极生长的放电通道,并帮助它的发展,形成由阳极向阴极前进的流注(正流注),流注的速度比碰撞电离快(图c、d)。同时,光辐射是指向各个方向的,光电子产生的地点也是随机的,这说明放电通道可能是曲折进行的。正流注达到阴极时(图e),正负电极之间形成一导电的通道,可以通过大的电流,使间隙击穿。如果所加电压超过临界击穿电压(过电压),电子崩电离加强,虽然电子崩还没有发展到阳极附近,但在间隙中部就可能产生许多光电子及子电子崩,它们汇集到主电子崩,加速放电的发展,增加放电通道的电导率,形成由阴极发展的流注(负流注)。瑞特和米克认为,当电子崩头部的电场比外加电压在间隙中形成的均匀电场更强时,电子崩附近电场严重畸变,电离剧烈,放电可以自行发展成流注,从而导致间隙击穿。根据这一基本思想,他们进行了理论推演。虽然他们计算电子崩头部电场的方法不尽相同,推导出不同的计算击穿电压的方程,但是计算得到的击穿电压很相近,与试验比较相符。

20世纪60年代后期,纳秒照相技术发展,使对放电通道的研究有了更深入的发展,发现电子崩进行到一定距离之后,放电通道分别向阳极和阴极发展,其速度比电子崩快。

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