{HEAD}


Начало


{MENU}


{TITLE}

Характерная особенность газов

Характерной особенностью газов является многообразие процессов обмена энергией между частицами и возможность управления некоторыми из них путем изменения состава газовой смеси, ее плотности и условий электрического разряда.

Все процессы обмена энергией в плазме газового разряда могут быть вызваны взаимодействием частиц (электронов, ионов, атомов и молекул) между собой или их взаимодействием с электромагнитным полем. Последнее, как мы знаем, может быть представлено тремя элементарными актами: испусканием, вынужденным испусканием и поглощением кванта электромагнитного поля - фотона. Элементарные акты обмена энергией при взаимодействии частиц газа между собой разделяют на упругие и неупругие.

При упругом взаимодействии (упругом столкновении) двух частиц их суммарная кинетическая энергия не меняется. Процессы осуществляются по законам механики взаимодействия абсолютно упругих тел, откуда и возник термин "упругое столкновение". При неупругом взаимодействии (неупругом столкновении) суммарная кинетическая энергия взаимодействующих частиц изменяется за счет изменения внутренней (потенциальной) энергии одной из них.

Если кинетическая энергия системы убывает, приводя к увеличению внутренней энергии одной из частиц, то такой процесс называется неупругим взаимодействием первого рода. Напротив, если кинетическая энергия возрастает за счет уменьшения внутренней энергии атома, иона или молекулы, то такой процесс называется неупругим взаимодействием второго рода. Каждый из процессов взаимодействия характеризуется своей вероятностью или сечения взаимодействия. Аналогичным образом вводят эффективные сечения взаимодействия для других процессов, в том числе для упругих и неупругих столкновений в плазме газового разряда.

Смысл этого термина легко понять из его названия и размерности, Если известно сечение взаимодействия двух частиц А я В, движущихся со скоростью относительно друг друга. При упругом взаимодействии существенным является частицы и ее скорость. С этой точки зрения в плазме газово разряда можно выделить две группы частиц: легкие (электроны и тяжелые (атомы, молекулы, ионы). В результате упругих взаимодействий за счет обмена энергией и импульсом в стационарном режиме между одинаковыми частицами устанавливается определенное изотропное распределение их по скоростям (энергиям).

О едином законе распределения частиц по скоростям имеет смысл говорить в том случае, если характерные размеры сосуда, в данном случае - диаметр газоразрядной трубки, существенно превышают длину свободного пробега частиц. Такой режим называется диффузионным. Если при диффузионном режиме преобладают упругие взаимодействия, то там устанавливается максвелловское распределение частиц по скоростям (энергиям).

В отсутствие электрического разряда в газе кинетические энергии всех частиц равны между собой и определяются только температурой окружающей среды. В газовом разряде заряженные частицы ускоряются в электрическом поле, увеличивая свою кинетическую энергию. За счет упругих взаимодействий эта дополнительная энергия передается нейтральным частицам. Поэтому средняя кинетическая энергия частиц в газовом разряде растает, что эквивалентно увеличению температуры.
Первоисточник

Электропроводность

Теория электроосмотического скольжения. Простейший случай электроосмоса скольжение жидкости вдоль безграничной равномерно заряженной плоскости под влиянием тангенциального электрического поля. Пусть для определенности стенка заряжена отрицательно, а диффузная часть двойного слоя соответственно положительно. Покажем, что силу, действующую на ионы диффузного слоя, можно рассматривать как силу, приложенную непосредственно к объему жидкости, содержащей эти ионы.

Условием стационарного движения иона является равенство нулю суммарной силы, действующей на ион. Это означает, что сила вязкого сопротивления жидкости движению иона уравновешивает приложенную к нему электрическую силу. Следовательно, по закону Ньютона (действие равно противодействию), приложенная к ионам со стороны электрического поля сила в стационарном режиме полностью переносится на жидкость.

К слою жидкости, ограниченному плоскостями х и х + dx (х расстояние до плоскости скольжения), приложена сила Ере" dxS (S площадь поверхности слоя). Непосредственно у плоскости скольжения скорость движения жидкости равна нулю (слой жидкости, заключенный между стенкой и плоскостью скольжения, не вовлекается в движение), а затем по мере удаления от поверхности скорость тангенциального движения монотонно возрастает вплоть до внешней границы двойного слоя, поскольку направление действующих сил по всему сечению слоя одинаково.

Произведя повторное интегрирование в тех же пределах, константу интегрирования определяют таким образом, чтобы у плоскости скольжения скорость обращалась в нуль. Важно подчеркнуть, что электроосмотическое скольжение определяется не полным скачком потенциала в диффузной части ДС tyd, а лишь его частью, характеризующей перепад потенциала в подвижной части ДС, поэтому -потенциал и называют электрокинетическим.

Соответственно этому электрокинетические измерения несут информацию не о заряде поверхности, а лишь о его части. Этот заряд называют электрокинетическим. Если в объеме тела заряды отсутствуют, то электрокинетический заряд можно представить как разность плотности поверхностного заряда и соответствующего заряда граничного слоя.

Лишь в том случае, когда граничный слой отсутствует, электрокинетический заряд совпадает с поверхностным зарядом. При этом следует учитывать вклад противо ионов, адсорбируемых в слое Штерна в поверхностный заряд. Теория электроосмотического скольжения может быть развита и на основе модели II строения граничного слоя.. Изложенный в начале параграфа вывод в этом случае должен быть обобщен посредством учета зависимостей е (х) и Т) (х).

Таким образом, вид формул, описывающих электроосмотическое скольжение, не зависит от выбора моделей (I III). Выбор модели влияет только на интерпретацию экспериментально определяемого потенциала t,"bS. Поэтому, хотя излагаемая в следующих параграфах теория электрокинетических явлений развивалась применительно к простой модели I, полученные результаты в известной степени пригодны и для моделей II и III.
Источник: elprov-dispsist.ru

Расчет катодов

Задачей расчета катода любого типа является определение его размеров (диаметра и длины) и рабочей температуры, необходимой для получения заданного тока эмиссии при заданных напряжении или токе накала и сроке службы. Достаточно точный теоретический расчет существует пока только для однородного металлического (вольфрамового) катода.

Для сложных катодов, неоднородных по своему составу, законченного метода расчета пока нет. Чтобы подойти к расчету реального вольфрамового катода, удобно сначала ввести понятие об идеальном катоде. Идеальным катодом, для которого. была выведена, формула, принято считать катод, имеющий одинаковую температуру по всей длине.

Предполагают, что при прохождении тока через оксидный слой начинается электролиз окиси бария. Образующийся при этом кислород удаляется из лампы, а ионы бария идут внутрь оксида к поверхности металлического сердечника, где присоединяют к себе электроны и превращаются в атомы бария. Срок службы оксидного катода составляет 1000, 1 500 К (иногда до 5 000 h и еще более) и определяется, как и у тарированного катода,

Целостью одноатомной пленки бария на поверхности, причем в случае потери эмиссии возможно ее частичное восстановление путем повторной активировки катода, так как оксидный слой делается обычно достаточно толстим с большим запасом окиси бария. Одной из отличительных особенностей оксидного катода является довольно значительная зависимость анодного тока от анодного потенциала, вследствие чего при увеличении анодного напряжения ток эмиссии все время увеличивается.

Объясняется это сильным и неравномерным по поверхности проявлением в оксидных катодах влияния электрического поля, так как" поверхность оксида в результате- механического способа его нанесения оказывается всегда очень шероховатой, с большим количеством бугорков и выступов, около которых легко образуются высокие градиенты электрического поля. Важно, что оксидный катод обладает различной эмиссионной способностью для длительного и кратковременного отборов эмиссионного тока.

Если у нагретого катода ток эмиссии не отбирается, то на поверхности катода накапливаются в значительном количестве активирующие его атомы бария, работа выхода становится очень малой, и при кратковременном отборе эмиссионного тока его плотность может достигать 30 A cm2 (в некоторых случаях до 150 A cm 2). Однако" прн этом атомы бария на поверхности катода теряют свои электроны, сами обращаясь в положительные ионы, которые электрическим полем в оксидном слое направляются внутрь катода к его сердечнику.

Поверхность катода при длительном отборе от него тока эмиссии обедняется барием, его работа выхода увеличивается, а эмиссионная способность понижается до нормальной величины в 0,2 -н 0,5 A cm2. Исключительно высокая эмиссионная способность оксидных катодов при кратковременном отборе тока носит название импульсной эмиссии и широко применяется в современных импульсных ультракоротковолновых лампах. Явление "саморазогрева" возникает при низких температурах ( недокале) катода я при высоких анодных напряжениях.
Расчет катодов