к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Приэлектродные явления

Приэлектродные явления - процессы в газовых разрядах в неоднородной по концентрации, температуре и др. параметрам плазме, заключённой между электродом и почти однородной плазмой. В противоположность однородному положительному столбу плазмы, где ток протекает под действием электрич. поля, в приэлектродных областях значит. роль играют переноса процессы заряж. частиц за счёт диффузии и под действием градиента температуры. В непосредств. близости от электрода распределения электронов и ионов по скоростям, как правило, отличаются от распределения Максвелла.

Сложность П. я. определяется не только разнообразием условий, в к-рых они протекают, но и необходимостью во мн. случаях рассматривать явления как вблизи электрода, так и на самом электроде при взаимном влиянии их друг на друга. Это обстоятельство характеризует состав и свойства приэлектродной плазмы. Так, напр., существование и самоподдержание вакуумного дугового разряда определяются образованием катодных пятен и эрозией материала катода.

В сильноточных разрядах с термоэмиссиониым катодом и сильноточных дуговых разрядах вдали от электрода устанавливается не только почти однородное, но также и почти равновесное состояние либо для всей плазмы в целом, либо в отдельности для электронов и тяжёлой компоненты (атомов и ионов). В этом случае под П. я. понимают явления в области между электродом и почти равновесной плазмой, в к-рой последовательно релаксируют приэлектродные возмущения. В этой области устанавливаются квазинейтральность плазмы ,максвелловские функции распределения заряж. частиц, ионизационное равновесие ,выравниваются температуры электронов и тяжёлой компоненты плазмы. Релаксация приэлектродных возмущений происходит на определённых характерных длинах (длины свободного пробега, длины установления квазинейтральности и т. п.), к-рые можно рассмотреть на примере плазмы с достаточно большой концентрацией электронов, реализующейся, напр., в сильноточных, разрядах.

Ленгмюровский слой. Ионный ток на границе плазма - электрод. Характерной длиной установления квазинейтральности термодинамически равновесной плазмы является дебаевский радиус экранирования 4013-9.jpg где n и Т - концентрация и температура невозмущённой плазмы. В отсутствие равновесия, при протекании тока, приэлектродный слой пространственного заряда расширяется, образуя т. п. ленгмюровскую оболочку, протяжённость к-рой4013-10.jpg в случае неэмиттирующего электрода при достаточно большом падении напряжения 4013-11.jpg в слое (4013-12.jpg) может быть оценена из закона 3/2 Ленгмюра:

4013-13.jpg

где4013-14.jpg- плотность тока из плазмы на электрод, т - масса заряж. частиц, переносящих ток. Выражение (1) справедливо, когда длина свободного пробега заряж. частиц превышает4013-15.jpgВ случае контакта отрицательно заряженного электрода с плазмой на электрод течёт ионный ток p заряд электрода компенсируется зарядом ионов, заполняющих ленгмюровскую оболочку толщиной 4013-16.jpg Ионы, входящие в ленгмюровскую оболочку, должны быть предварительно ускорены так, чтобы их скорость4013-17.jpgна границе оболочки удовлетворяла условию 4013-18.jpg (т. н. критерий Б о м а). Точку, в к-рой достигается скорость 4013-19.jpg условно считают граничной, отделяющей квазинейтральную плазму от ленгмюровского слоя. Т. к. обычно4013-20.jpg то в квазинейтральной плазме на расстоянии порядка длины свободного пробега иона 4013-21.jpgсуществует сильное для ионов электрич. поле, обеспечивающее необходимое ускорение ионов до энергий4013-22.jpg (рис. 1).

Рис. 1. Потенциальная диаграмма на границе плазмы с отрицательно заряженным электродом: А - работа выхода, 4013-23.jpg- электростатический потенциал; за нуль отсчёта принят потенциал на границе квазинейтральной плазмы с ленгмюровской оболочкой.

4013-24.jpg


При этом плотность ионного тока на электрод 4013-25.jpg

4013-26.jpg где h - концентрация ионов на границе квазинейтральной плазмы. Протяжённость ленгмюров-

ской оболочки 4013-27.jpg

Если отрицат. электрод является эмиттером электронов, то становится существенной напряжённость электрич. поля4013-28.jpgна поверхности электрода, определяющая величину Шоттки эффекта:

4013-29.jpg

где4013-30.jpg- плотность тока эмиссии катода.

При4013-31.jpgэлектрич. поле4013-32.jpg= 0 и ленгмюровская оболочка представляет собой двойной электрический слой ионов и электронов, в к-ром пространственный заряд плазменных ионов компенсируется зарядом катодных электронов (область 2, рис. 2). При эмиссионном токе4013-33.jpgэлектрич. поле на катоде становится тормозящим для катодных электронов и у катода возникает минимум потенциала - виртуальный катод ,увеличивающий эфф. работу выхода катода.

Рис. 2. Возникновение виртуального катода: 1 - область, где преобладают плазменные ионы; 2 - область, где преобладают катодные электроны.

4013-34.jpg

Величина мин. потенциала такова, что эфф. эмиссия электронов с катода в плазму остаётся на уровне

4013-35.jpg4013-36.jpg

Выражения для .4013-37.jpg, 4013-38.jpgп 4013-39.jpg справедливы лишь при весьма больших значениях4013-40.jpge, т. к. поправки к этим выражениям 4013-41.jpg Образование виртуального катода обнаруживается экспериментально в разрядах с термоэмиссионным катодом по резкому ограничению электронной эмиссии с катода в плазму при увеличении температуры катода.

Электронный ток на границе плазма - электрод. Функции распределения. Следующей характерной длиной является длина свободного пробега заряж. частиц. На длине свободного пробега ионов4013-42.jpgв квазинейтральной плазме формируется сильно анизотропное и ускоренное до энергий 4013-43.jpg распределение ионов. На длине свободного пробега электронов4013-44.jpg формируется их угл. распределение, к-рое на границе с отрицательно заряженным электродом анизотропно, причём величина анизотропии определяется отношением4013-45.jpg. Анизотропия уменьшается при увеличении4013-46.jpgи при 4013-47.jpg 1, когда электроны покидают плазму в осн. лишь в пределах узкого телесного угла 4013-48.jpg, анизотропия их функции распределения уже перестаёт сказываться на величине тока. функция распределения электронов в плазме перед задерживающим потенциальным барьером определена для произвольных значений 4013-49.jpg из решения кинетического уравнения Больцмана.

При удалении от электрода функции распределения заряж. частиц изотропизуются. Обычно плазма в при-электродном слое ионизована слабо, п изотропизация происходит при столкновениях заряж. частиц с нейтральными. Столкновения ионов с нейтралами, близкими по массе к 4013-50.jpg, приводят не только к иотропизации, но п к образованию максвелловского распределения для ионов с температурой 4013-51.jpg, совпадающей с температурой нейтралов 4013-52.jpg

Установление максвелловского распределения для электронов в сильноточных разрядах происходит, как правило, за счёт межэлектронных столкновений. Вследствие затруднённого обмена энергией между электронами и тяжёлой компонентой темп-pa электронов 4013-53.jpgв приэлектродном слое отличается от4013-54.jpg, обычно4013-55.jpg>4013-56.jpg В слабоионизов. плазме длина, на к-рой устанавливается максвелловское распределение для электронов, обычно порядка длины релаксации энергии 4013-57.jpg , где4013-58.jpg- коэф. диффузии электронов,4013-59.jpg- время релаксации энергии электрона, 4013-60.jpg- кулоноеский логарифм, 4013-61.jpg = 4013-62.jpg- кинетич. энергия электрона. 4013-63.jpgувеличивается с увеличением4013-64.jpg. и для быстрых электронов с 4013-65.jpg

4013-66.jpg часто4013-67.jpgВ этом случае функция распределения электронов по эпергиям4013-68.jpgв приэлектродном слое может существенно отличаться от распределения Максвелла. Поскольку тот; на границе плазма - электрод переносится исключительно быстрыми электронами с4013-69.jpgто немаксвелловская функция распределения влияет на величину тока. Если электрод является поглощающей стенкой, то эмиссия электронов из плазмы на электрод приводит к обеднению быстрыми электронами и к соответствующему уменьшению тока. При наличии эмиссии электронов с электрода часть упруго рассеянных в плазме электронов возвращается на эмиттер и поток поступающих в плазму электронов тоже уменьшается. При учёте обоих эффектов ток на контакте плазмы с катодом

4013-70.jpg

здесь 4013-71.jpg- темп-pa катода, 4013-72.jpg п 4013-73.jpg- кинетич. коэф. отражения. При большой величине r1; когда 1 -4013-74.jpg 4013-75.jpg 1, имеет место соотношение:


4013-76.jpg

Из соотношения детального равновесия между прямыми и обратным потоками при4013-77.jpg

4013-78.jpg следует, что 4013-79.jpg За счёт парных столкновений быстрых электронов катодной эмиссии с осн. массой тепловых электронов плазмы происходят релаксация энергии быстрых электронов и нагрев тепловых электронов; им передаётся энергия4013-80.jpg, полученная ускоренным катодным пучком в ленгмюровской оболочке. Приведённые выше выражения для4013-81.jpgи4013-82.jpgсправедливы при 4013-83.jpg когда релаксации энергии предшествует изотропизация быстрых электронов. Для этих условий создана теория релаксации электронных пучков в плазме; типичные расчётные функции распределения 4013-84.jpg при 4013-85.jpg1 приведены на рис. 3; 4013-86.jpg- полная энергия электрона. За нуль отсчёта потенциала4013-87.jpg как и выше, принят потенциал плазмы на границе с ленгмюровской оболочкой. функция распределения на этой границе резко немаксвелловская (кривая 1)за счёт ин-жекции в плазму быстрых электронов катодной эмиссии. С удалением от катода эта немаксвелловость уменьшается (кривые 2, 3 на рис. 3).

Рис. 3. Функция распределения электронов в прикатодном слое водородной плазмы (при давлении4013-88.jpg= 10 Тор 4013-89.jpg

4013-90.jpg = 9 В; степень ионизации плазмы4013-91.jpg- 2 ·4013-92.jpg 1 -x = 0 (граница плазмы с ленгмюровской оболочкой); 2 - x = 0,14013-93.jpg 3 - c = 0,254013-94.jpg0,025см; пунктир - распределение Максвелла).

4013-95.jpg

В случае4013-96.jpg в релаксации катодного пучка электронов существ. роль могут играть коллективные процессы, в частности ленгмюровские волны. На расстоянии от катода4013-97.jpgчасть энергии пучка идёт на возбуждение ленгмюровских волн, а далее их энергия обычно расходуется на нагрев тепловых электронов, напр. при столкновит. затухании волн. На расстоянии х пучок пзотропизует-ся,4013-98.jpgи оставшаяся энергия обычно передаётся тепловым электронам при парных межэлектронных столкновениях. Неравновесность функции распределения быстрых электронов в приэлект-родном слое наблюдалась экспериментально в измерениях с помощью эл--ста-тич. зонда в парах щелочных металлов и инертных газов в разрядах в узком зазоре, где отсутствует положит. столб и практически весь зазор заполнен неравновесной приэлектродной плазмой.

4013-99.jpg

Энергия катодного пучка расходуется не только на нагрев электронного газа в прикатодном слое, но также на возбуждение электронных и колебат. уровней молекул и соответствующее увеличение скорости диссоциации молекул. На рис. 4 изображены доли энергии 4013-100.jpg (k = 14013-101.jpg6), теряемые пучком при столкновениях на границе ленгмюровского слоя с плазмой молекулярного водорода, в зависимости от степени ионизации 4013-102.jpg плазмы в приэлектродном слое; кривые 1-6 соответствуют потерям энергии при упругих столкновениях, на возбуждение вращений, колебаний молекул, на нагрев тепловых электронов, на прямую диссоциацию и суммарные потери энергии на возбуждение низко расположенных электронных состояний молекул водорода. Как видно из рис. 4, соотношение между разл. механизмами релаксации энергии меняется при изменении степени ионизации плазмы.

Влияние магнитного поля на приэлектродные процессы в осн. сводится к уменьшению величины тока. Наиб. сильно это влияние проявляется, когда магн. поле4013-103.jpg поперечно току, т. е. параллельно поверхности электрода. Магн. поле изменяет траекторию электрона, вылетающего с катода (или идущего из плазмы на катод), заворачивая его вокруг силовой линии, так что он может вернуться назад на катод (или в плазму). На контакте плазмы с эмиттирующим электродом в поперечном магн. поле ток записывается в виде

4013-104.jpg

где функция4013-105.jpg описывает уменьшение тока4013-106.jpg 4013-107.jpg - циклотронная частота, 4013-108.jpg-время4013-109.jpgрелаксации электронов по импульсу. функция 4013-110.jpg одинакова как для тока электронной эмиссии с катода, так и для обратного тока электронов из плазмы на катод. Явный вид зависимости4013-111.jpg просто определить при4013-112.jpg1, т. е. когда электроны вылетают с катода в пределах узкого телесного угла. В этом случае траектория электрона практически совпадает с полуокружностью с циклотронным радиусом 4013-113.jpg= =4013-114.jpg. Вероятность того, что электрон не вернётся на катод обратно, а, испытав рассеяние, останется в плазме, равна 4013-115.jpg

где4013-116.jpg Расчёт показывает, что 4013-117.jpg слабо зависит от 4013-118.jpg, поэтому приведённое выражение для4013-119.jpg справедливо практически при любых4013-120.jpg. В сильных магн. полях, когда 4013-121.jpg 1, 4013-122.jpg, а ток в приэлектродном слое4013-123.jpg в то время как в

объёме плазмы в сильных магн. полях4013-124.jpg

Ионизация атомов и рекомбинация ионов в приэлектродном слое. Длина, на к-рой в приэлектродном слое слабоионизов. плазмы устанавливается ионизац--ре-комбинац. равновесие, обычно наз. длиной ионизации 4013-125.jpg, хотя более правильное название - "длина рекомбинации", т. к. 4013-126.jpgхарактеризует собой расстояние, с к-рого ион, не рекомбинируя, может уйти из плазмы на электрод. На расстоянии от электрода, существенно превышающем 4013-127.jpg, ионизация локально уравновешивается рекомбинацией. Если в процессах ионизации и рекомбинации излучение не играет существ. роли, а функция распределения электронов максвеллов-ская, то ионизационное равновесие соответствует равновесию, описываемому Саха ф-лой с электронной температурой4013-128.jpg. Вблизи электрода на расстоянии4013-129.jpgплазма обеднена заряж. частицами. Ионный ток из иони-зац--равновесной плазмы на отрицат. электрод равен

4013-130.jpg

где 4013-131.jpg

4013-132.jpg - коэф.

диффузии ионов, 4013-133.jpg- концентрация атомов на границе слабоионизов. плазмы с электродом,4013-134.jpg- концентрация плазмы в области ионизац. равновесия, 4013-135.jpg - эфф. сечение ионизации атома электронным ударом; 4013-136.jpg- функция, слабо отличающаяся от 1, при не слишком больших отношениях 4013-137.jpg1,2 при 14013-138.jpg10). Полученная зависимость ионного тока 4013-139.jpg от параметров плазмы проверялась экспериментально с помощью зондовых и спектральных измерений наиб. точно в низковольтном дуговом разряде. Приведённые выше зависимости для 4013-140.jpg и4013-141.jpgсправедливы при 4013-142.jpg (4013-143.jpg- длина свободного пробега иона в нейтральных атомах), т. е. когда плазма в при-электродном слое слабо ионизована. В противоположном предельном случае4013-144.jpg теряет физ. смысл, т. к. установление ионизац. равновесия происходит на расстоянии от электрода, меньшем или сравнимом с 4013-145.jpg . На таком расстоянии движение ионов из плазмы к электроду нельзя описывать в терминах диффузии или подвижности. В этом случае физ. смысл имеет величина 4013-146.jpg - длина, на к-рой ионизуются де-сорбирующиеся с поверхности электрода атомы 4013-147.jpg - ср. скорость десорбирующихся атомов).4013-148.jpgдолжна быть меньше4013-149.jpg- длины свободного пробега десорбировавшегося атома, чтобы атом ионизовался прежде, чем столкнётся с ионом. В этом случае ионный ток из плазмы на электрод4013-150.jpg где n - концентрация плазмы на границе с ленгмюров-ской оболочкой. На рис. 5 приведена эксперим. зависимость4013-155.jpgиз равновесной частично ионизованной плазмы на электрод как функция отношения 4013-156.jpg- длина свободного пробега иона в атомах). При малых и больших значениях4013-157.jpg эксперим. результаты совпадают с предельными выражениями для4013-158.jpg. В приведённом выше рассмотрении предполагалось, что протяжённость области ионизации4013-159.jpgпревышает длину4013-160.jpg установления максвелловского распределения электронов. Если4013-161.jpg, на скорость ионизации в приэлект-родном слое существенно влияет неравновесность функции распределения электронов. Вблизи катода это приводит к увеличению скорости ионизации вследствие увеличения частоты ударов первого рода и актов прямой ионизации электронным ударом за счёт появления в плазме несрелаксировавших быстрых электронов катодной эмиссии.



Рис. 5. Зависимость ионного тока из равновесной частично ионизованной плазмы на электрод от 4013-151.jpg 1 - расчёт для 4013-152.jpg 1; 2 - для4013-153.jpg1; 3 - результаты эксперимента в низковольтном дуговом разряде в Cs.


4013-154.jpg



В плазме молекулярных газов явления в приэлект-родном ионизац--рекомбинац. слое усложняются вследствие появления молекулярных ионов. При достаточно большом давлении плазмообразующего вещества и низкой температуре электрода молекулярные ионы возникают в приэлектродных слоях даже в тех случаях, когда в осн. объёме плазмы они диссоциированы. Каналы рождения и гибели молекулярных ионов многообразны: конверсия атомарных ионов в молекулярные, ассоциативная ионизация, диссоциация, диссоциативная рекомбинация p др. Плазма, образованная молекулярными ионами, вследствие большой скорости рекомбинации обычно находится в состоянии ионизац--рекомбинац. равновесия, а концентрация такой плазмы мала по сравнению с концентрацией плазмы в осн. объёме. Поэтому возникновение молекулярных ионов в холодных приэлектродных слоях приводит к уменьшению концентрации плазмы, а следовательно, и величины ионного тока, отводимого из плазмы на электрод.

Выравнивание температур компонент плазмы в при-электродном слое. Передача энергии от электронов атомам и ионам приводит к разогреву тяжёлой компоненты и к выравниванию температур Т и4013-162.jpg. Такая ситуация реализуется, напр., в дуговых разрядах, горящих при атмосферном и более высоком давлениях. Но в приэлект-родном слое темп-pa Т тяжёлой компоненты понижается, а тепло, выделяемое в тяжёлой компоненте за счёт разности температур 4013-163.jpg-Т, отводится потоком теплопроводности от тяжёлой компоненты на электрод. Протяжённость приэлектродной области понижения температуры - порядка длины температурной релаксации4013-164.jpg, к-рая в слабоионизов. плазме атомарного газа равна4013-165.jpg

4013-166.jpg где 4013-167.jpg- теплопроводность атомов, 4013-168.jpg- эфф. время релаксации электронов по импульсу при рассеянии на атомах и ионах. В плазме атомарных газов обычно 4013-169.jpg; в плазме молекулярных газов длина 4013-170.jpgсущественно сокращается вследствие возбуждения колебаний и вращений молекулы электронным ударом с последующей передачей колебат. и вращат. энергии на поступат. степени свободы. Для определения хода температуры Т в приэлектродном слое нужно совместно с ур-ниями теплопроводности решать систему ур-ний колебат. кинетики для молекул. При грубых оценках отношение 4013-171.jpg в выражении для4013-172.jpg заменяют на4013-173.jpg Здесь4013-174.jpg- доля энергии, теряемая электроном при столкновении с молекулой, к-рая известна в ряде случаев по результатам расчётов и экспериментов.

Катодные пятна. В дуговых и искровых разрядах с холодным катодом на поверхности катода образуются катодные пятна - сильно разогретые области размерами 4013-175.jpgсм, к к-рым примыкает ярко светящаяся плазма, состоящая полностью или частично из материала катода. Катодное пятно перемещается по поверхности и является источником высокоскоростных струй плазмы. Обычно горение дуги начинается с появления быстроперемещающихся пятен (скорость 4013-176.jpg см/с), к-рые затем переходят в медленнопе-ремещающиеся пятна (скорость 10-4013-177.jpgсм/с). В катодных пятнах катодное падение напряжения обычно имеет величину4013-178.jpg10-20 В, ток на одно пятно порядка десятков-сотен А.

Прианодные явления в дуговых разрядах значительно менее изучены, чем процессы в прикатодной области. В дуговых разрядах низкого и ср. давления (р < 1 атм) переход от распределённого по аноду разряда к контрагированному с дуговым эрозионным пятном происходит, когда режим горения дуги с задерживающим электроны анодным падением напряжения переходит в режим с ускоряющим электроны анодным падением. Образование анодного пятна сопровождается ионизацией материала анода, увеличением концентрации плазмы в прианодной области и тока на анод. Такой процесс может быть определяющим и для др. сильноточных дуговых разрядов.

Приэлектродные явления в тлеющем разряде. В этом типе разряда катодная область заключена между катодом и положительным столбом и состоит из астонова тёмного пространства, катодного свечения и катодного тёмного пространства, области отрицат. свечения и фарадеева тёмного пространства. Плотность тока на катоде при тлеющем разряде зависит от рода газа, его давления и материала катода. При изменении разрядного тока меняется только площадь токового пятна на катоде, а катодное падение напряжения4013-179.jpg и толщина катодного слоя остаются неизменными (нормальный тлеющий разряд). В аномальном тлеющем разряде, когда вся площадь катода занята током, катодное падение напряжения и плотность тока увеличиваются с увеличением тока разряда. В тлеющем разряде осн. падение напряжения сосредоточено между катодом и отрицат. свечением, здесь преобладает ионный пространств. заряд, а электрич. поле уменьшается примерно по линейному закону от поверхности катода до границы с отрицат. свечением. В области отрицат. свечения образуется квазинейтральная плазма, а электрич. поле близко к нулю; в дальнейшем оно снова увеличивается и выходит на пост. значение в положит. столбе. В нормальном тлеющем разряде катодное падение напряжения составляет сотни В. Ток в тёмном катодном пространстве и в более близких к катоду областях переносится в осн. ионами, движущимися к катоду. Им сопутствует поток быстрых атомов, образующихся в результате перезарядки ионов на атомах газа. Ионы и быстрые атомы выбивают с поверхности катода электроны, необходимые для поддержания разряда, и являются причиной катодного распыления. Теоретич. вид вольт-амперной характеристики прикатодного слоя в тлеющем разряде приведён на рис. 6, где4013-180.jpgи4013-181.jpg- т. н. нормальные плотность тока и падение напряжения. Правая ветвь кривой4013-183.jpgописывает аномальный тлеющий разряд; левая ветвь неустойчива и не реализуется, реально ей соответствует нормальный тлеющий разряд с4013-184.jpg и4013-185.jpg


Рис. 6. Расчётная вольт-амперная характеристика катодного слоя тлеющего разряда; штриховая кривая - нереализующаяся ветвь; n - точка, соответствующая нормальному тлеющему разряду.

4013-182.jpg


Прианодные явления в тлеющем разряде изучены значительно меньше, чем прикатодные. В ряде случаев тлеющий разряд в прианодной области также контраги-рован. Величина и знак падения напряжения в прианодной области зависят от тока разряда: обычно при малых токах анодное падение напряжения ускоряет электроны в сторону анода, а при больших токах - тормозит. При ускоряющем анодном падении прианодная область состоит из анодного тёмного пространства, примыкающего к положит. столбу, и анодного свечения, примыкающего к аноду.

Приэлектродные явления в движущейся плазме связаны с пограничными слоями, образующимися при обтекании плазмой электрода. Наиб. интерес представляет обтекание плазмой отрицат. электрода. В этом случае у обтекаемой поверхности образуется "электрич." пограничный слой, в пределах к-рого происходит уменьшение концентрации плазмы вследствие отвода ионов на электрод. Структура пограничного слоя в слабоионизов. плазме определяется соотношением между 4 характерными линейными масштабами: толщиной ленгмюровской оболочки 4013-186.jpg, поперечными размерами газодинамич. слоя 4013-187.jpg электрич. слоя 4013-188.jpg и ионизац--рекомбинац. слоя4013-189.jpg [здесь L - длина обтекаемой пластины,4013-190.jpg и 4013-191.jpg- соответственно газодинамич. и электрич. Рейнолъдса число, 4013-192.jpg- газодинамич. скорость невозмущённого потока, 4013-193.jpg- кинема-тич. вязкость газа, 4013-194.jpg- коэф. диффузии ионов]. Рис.. 7 иллюстрирует образование пограничных слоев при обтекании плоского электрода достаточно плотной плазмой, для к-рой длина свободного пробега 4013-195.jpg размеров электрода и толщины пограничных слоев, так что 4013-196.jpg L. При 4013-197.jpg генерация ионов в пределах пограничного слоя несущественна, у электрода образуется электрич. пограничный слой, подобный газодинамическому. Ионы поставляются в этот слой вместе с потоком ионизов. газа, т. е. конвективным путём, и отводятся па электрод под действием электрич. поля и за счёт диффузии (рис. 7, а). При4013-198.jpg в области плазмы, примыкающей к электроду, образуется практически однородный по длине пластины иони-зац--рекомбинац. пограничный слой (рис. 7, б). В этом случае генерация ионов в приэлектродном слое и отвод их на электрод происходят так же, как p в покоящейся плазме. Полный ионный ток, отводимый из плазмы на отрицательно заряженный электрод длиной L единичной толщины, может быть представлен в виде4013-203.jpg= 4013-204.jpg, где4013-205.jpg - функция, зависящая от безразмерных параметров 4013-206.jpg p l =Re/Rg .



4013-199.jpg

Рис. 7. Плазма в пограничных слоях при различных соотношениях длины 4013-200.jpg. и толщины4013-201.jpgэлектрического пограничного Слоя: 4013-202.jpg Стрелками обозначены линии тока ионов из невозмущённой плазмы на электрод.

При 4013-207.jpg 1 функция F(m, l) ~ 1 и4013-208.jpg, т.е. ионный ток определяется кол-вом ионов, поставляемых потоком газа в электрич. пограничный слой (рис. 7, а). При m4013-209.jpg1 функция F(m, l)4013-210.jpgm и 4013-211.jpg, т. е. такой же, как и в покоящейся плазме (рис. 7, б). Электронный ток из плазмы на электрод выражается через концентрацию плазмы на границе с ленгмюров-ским слоем, электронную температуру4013-212.jpgи задерживающий потенциальный барьер4013-213.jpgтак же, как ц в покоящейся плазме.

Литература по приэлектродным явлениям

  1. Грановский В. Л., Электрический ток в газе, М., 1971;
  2. Термоэмиссионные преобразователи и низкотемпературная плазма, под ред. Б. Я. Мойжеса, Г. Е. Пикуса, М., 1973;
  3. Любимов Г. А., Раховский В. И., Катодное пятно вакуумной дуги, "УФН", 1978, т. 125, с. 665;
  4. Бакшт Ф. Г., Юрьев В. Г., Приэлектродные явления в низкотемпературной плазме, "ЖТФ", 1979, т. 49, в. 5, с. 905;
  5. Дюжев Г. А. и др., Анодные процессы в сильноточном ду, говом разряде, "Химия плазмы", 1983, в. 10, с. 169;
  6. Стаханов И. П., Черковец В, Е., Физика термоэмиссионного преобразователя, М., 1985;
  7. Pайзер Ю. П., Физика газового разряда, М., 1987;
  8. Рожанский В., А., Цендин Л. Д., Столкновительный перенос в частично ионизованной плазме, М., 198,8.

Ф. Г. Бакшт, В. Г, Юрьев

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что, как ни тужатся релятивисты, CMB (космическое микроволновое излучение) - прямое доказательство существования эфира, системы абсолютного отсчета в космосе, и, следовательно, опровержение Пуанкаре-эйнштейновского релятивизма, утверждающего, что все ИСО равноправны, а эфира нет. Это фоновое излучение пространства имеет свою абсолютную систему отсчета, а значит никакого релятивизма быть не может. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 09.06.2020 - 19:25: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
09.06.2020 - 19:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
09.06.2020 - 19:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
09.06.2020 - 19:17: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Фурсова - Карим_Хайдаров.
09.06.2020 - 18:26: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
09.06.2020 - 18:13: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
09.06.2020 - 06:30: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
09.06.2020 - 06:04: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
08.06.2020 - 18:18: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
08.06.2020 - 18:14: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
08.06.2020 - 18:08: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
08.06.2020 - 07:32: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution