低压气体直流击穿特性与放电伏安特性,实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划低压气体直流击穿特性与放电伏安特性,实验报告　　低压气体直流击穿特性　　【实验目的】　　研究低气压的实验和维持方法，了解气压的测量原理。　　观测直流暗放电的脉冲现象，研究电子碰撞引起雪崩电离的过程，掌握分析和识别微观现象的实验方法；认识低气压气体直流击穿现象，研究雪崩电离过程与气体击穿状态的联系，初步体会寻找物理现象本质联系的研究方法。学习从实验现象的理性分析得到理论普遍性规律的一般认识过程。　　【实验原理】　　1.

2、低气压气体击穿现象　　气体放电分为自持放电和非自持放电。自持放电是指存在外电离原因的条件下才能维持的放电现象，例如：用紫外光或者放射线照射气体，使气体电离而具有导电能力。如果撤去外电离因素，带电粒子就会很快复合消失，放电便熄灭。自持放电是指没有外电离因素，放电现象能够在导电电场的支持下自主维持下去的放电过程。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个

3、人素质的培训计划　　气体首先在外电离因素支持下，可以在电场中传导电流，随着电场的增加，电流强度逐渐增加。当电场强至一定值，气体放电电流突然迅速增加，即使撤去外电离源，放电仍能维持，即转化成了自持放电，这种从非自持放电到自持放电的过度现象，成为气体的击穿。气体发生这种放电方式转化的电场强度称为击穿场强，相应的放电电压称为击穿电压。2．汤森放电理论　　上面所描述的气体从非自持放电到自持放电的整个过程的所有现象是1903年前后汤森首先发现并进行了详细研究，根据研究结果提出了汤森放电理论，这类放电过程称为汤森放电。汤森认为：气体放电的

4、发生是气体分子或原子被电离产生电子和离子的结果，在外加电场作用下，电离产生的电子可以被加速，获得能量的电子又可以增强气体的电离，而离子在获得能量后可以轰击阴极产生二次电子发射。气体的击穿就是二次电子发射和电子雪崩电离的共同结果。汤森引入了α过程和γ过程描述电子雪崩电离和二次电子发射。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　根据汤

5、森的理论气体放电至击穿的过程分为以下的步骤：气体中由于宇宙射线的存在，使得气体中总是存在一定的电离，这称为剩余电离。当外加电场较小时，只是剩余电离产生的电子被电场驱动定向运动，形成电流，此时电流密度很低并且在空间的分布是均匀的，电流随电压首先线性增加，逐渐趋于电流饱和。这是一种暗放电，因为带电粒子的定向运动没有引起电离和发光过程，放电区域不发光。随着电场的继续增加，电子逐渐获得了更高的能量从而发生电子碰撞电离使放电区的电子数量进一步提高，导致电流快速增加。同时，γ电子碰撞电离过程也伴随大量光辐射过程，光辐射照射阴极表面而发生光

6、电效　　应，产生阴极电子发射，也使得电子密度进一步增加．在电离发生的过程中产生电子的同时也产生离子，离子是向阴极运动的。随着电场的继续增强，离子的能量也在增加．当电场达到一定强度时，离子轰击阴极的能量会足够大，从而在阴极产生二次电子发射，这一过程称为γ过程，实际上二次电子发射和阴极光电效应过程统称为γ过程。γ过程的发生又极大提高了阴极发射电子的能力．当阴极发射足够强以至于满足自持条件时，气体放电自持而发生气体击穿。　　根据汤森理论，可以建立起汤森击穿条件如下：　　1+γ=γ??????　　其中α和γ是α过程和γ过程的汤森系数，

7、也称为汤森第一电离系数和第三电离系数，d是放电电极间隙。3．帕邢定律目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　如前所述，两个放电电极间的电压增加时，放电电流随之增加，当电压增至一定值时，放电电流突然增加，放电转变为自持放电，气体发生击穿．气体发生击穿的临界电压称为气体击穿电压．1889年Paschen研究了低气压放电的击穿现象，发

8、现低气压气体在平行板电极条件下，其击穿电压Vs是气压和电极间隙之积Pd的函数，并找到了击穿电压的最小值，这一击穿电压与间距和气压乘积的函数关系称为帕邢定律。　　实验发现：击穿电压与Pd的函数在一定区间内是线性关系，但在另外一些区间是非线性的；并且在特定的Pd值时，击穿电压有极