Презентация на тему Понятие

наличии электрического поля, может существовать только под действием внешнего

ионизатора.

разряде. Введем ряд обозначений: обозначим через   число

молекул газа в исследуемом объеме V. Концентрация молекул  
Часть молекул ионизирована. Обозначим число ионов одного знака через N; их концентрация  
 Далее, обозначим через ∆ni – число пар ионов, возникающих под действием ионизатора за одну секунду в единице объема газа.
      Наряду с процессом ионизации в газе происходит рекомбинация ионов. Вероятность встречи двух ионов разных знаков пропорциональна как числу положительных, так и числу отрицательных ионов, а эти числа, в свою очередь, равны n. Следовательно, число пар ионов, рекомбинирующих за секунду в единице объема, пропорционально n2:
 
где r – коэффициент рекомбинации.

объема равно числу рекомбинирующих:
Отсюда для равновесной концентрации ионов

(числа пар ионов в единице объема) получается следующее выражение:


Схема эксперимента с газоразрядной трубкой:

ионизованных газах. Подадим постоянное напряжение на электроды. Положительные ионы

будут направляться к отрицательному электроду, а отрицательные заряды – к положительному электроду. Таким образом, часть носителей из газоразрядного промежутка будет уходить к электродам (в цепи возникнет электрический ток). Пусть из единицы объема уходит ежесекундно ∆nj пар ионов. Теперь условие равновесия можно представить в виде

В цепи будет протекать слабый

ток. Плотность тока по величине пропорциональна концентрации носителей n, заряду q, переносимому каждым носителем и скорости направленного движения положительных и отрицательных ионов   и :
 Скорость направленного движения ионов выражается через подвижность  и напряженность   электрического поля:

движения ионов в газе под действием поля с напряженностью

1 В/м.

 В слабом поле ( ) равновесная концентрация равна:


Подставим это выражение в предыдущее:
В последнем выражении множитель при  не зависит от напряженности. Обозначив его через σ, мы получим закон Ома в дифференциальной форме:
 где   – удельная электропроводность.

Вывод: в случае слабых электрических полей ток при несамостоятельном разряде подчиняется закону Ома.

 
и  

т. е. все генерируемые ионы уходят из газоразрядного промежутка под действием электрического поля. Это объясняется тем, что за время, требующееся иону, чтобы пролететь в сильном поле  от одного электрода к другому, ионы не успевают сколько-нибудь заметно рекомбинировать. Поэтому все ионы, производимые ионизатором, участвуют в создании тока и уходят на электроды. А так как число, генерируемых ионизатором ионов в единицу времени ∆ni, не зависит от напряженности поля, то плотность тока будет определяться только величиной ∆ni и не будет зависеть от . Другими словами, с дальнейшим увеличением приложенного напряжения ток перестает расти и остается постоянным.
      Максимальное значение тока, при котором все образующиеся ионы уходят к электродам, носит название тока насыщения.

электронов, когда возникшие под действием ионизатора электроны приобретают на

длине свободного пробега (от столкновения до столкновения) энергию, достаточную для ионизации молекул газа (ударная ионизация). Возникшие при этом вторичные электроны, разогнавшись, в свою очередь, производят ионизацию и т. д. – происходит лавинообразное размножение первичных ионов и электронов, созданных внешним ионизатором и усиление разрядного тока.
Процесс образования лавины: