7646488424

jednostce czasu. W układach technicznych, przy niezbyt wielkich wymiarach, prąd nasyceniowy jest bardzo mały - ok. 10'^l8A/cm².

Prąd nasyceniowy występuje tylko do pewnej wartości natężenia Wj (rys. 2.1), powyżej której rozpoczyna się jonizacja zderzeniowa. Prąd płynący między elektrodami wzrasta. Jednakże, gdyby w tym stanie rozwoju wyładowania odciąć jonizację gazu przez zewnętrzne czynniki jonizacyjne, prąd przestałby płynąć. Wyładowanie w przerwie międzyelektrodowej pozostaje więc nadal niesamodzielne. Wzrost prądu przy E >Ej tłumaczy teoria lawin elektronowych powstających wskutek jonizacji zderzeniowej. Elektron poruszający się w polu powoduje jonizację cząsteczki obojętnej, powstaje więc nowy elektron. Następnie dwa elektrony mogą spowodować jonizację dalszych dwóch cząsteczek. Pojawią się w sumie cztery elektrony itd. Pod wpływem działania pola, powstające w wyniku jonizacji zderzeniowej jony dodatnie i elektrony przemieszczają się w przeciwnych kierunkach. Dążącą do anody i ciągle powiększającą się chmurę elektronów nazywamy lawiną elektronową - rys. 2.2. Rozdział ładunków w lawinie w wyniku większej ruchliwości elektronów odkształca pole elektryczne w przestrzeni międzyelektrodowej. Liczba elektronów z w lawinie na drodze x od punktu pojawienia się pierwszego elektronu narasta wykładniczo i dla pola jednostajnego wynosi

(2.2)

gdzie a oznacza liczbę zderzeń jonizacyjnych na 1 cm drogi elektronu i nazywa się współczynnikiem jonizacji elektronowej Townsenda. Współczynnik a jest funkcją natężenia pola i ciśnienia gazu.

Rys. 2.2. Lawina elektronowa w polu jednostajnym i jej wpływ na natężenie pola

Warunkiem przejścia wyładowania niesamodzielnego w samodzielne jest powstanie w pobliżu katody przynajmniej jednego elektronu wskutek zjawisk związanych z poprzednią lawiną. Elektron ten będzie stanowił początek nowej lawiny. Według Townsenda źródłem elektronów poza lawiną jest ich emisja z katody pad wpływem bombardowania jej jonami dadatnimi wytworzonymi w lawinie. Liczba zderzeń jonizacyjnych, a tym samym liczba jonów dodatnich w lawinie po przebiegnięciu drogi a między elektrodami wynosi (e™ - 1). Jony te w zderzeniu z katodą przy współczynniku emisji y wyzwalają lie™ - 1) elektronów. Warunkiem rozwoju samodzielnego wyładowania jest powstanie przynajmniej jednego nowego elektronu, czyli

(2.3)

y(expaa-l)> 1

Wyrażenie (2.3) dotyczy pola jednostajnego, w którym na całej drodze a między elektrodami współczynnik a ma stałą wartość. Dla pola niejednostajnego warunek rozwoju samodzielnego wyładowania przyjmie postać

(2.4)

2.1.2. Wytrzymałość powietrza w polu jednostajnym

W zależności od rozkładu pola istnieją różne formy wyładowań samodzielnych:

2