Giáo trình Kỹ thuật điện cao áp - Chương 1: Quá trình phóng điện trong chất khí

Chæång 1: Qua trçnh phong âiãn trong chát khê

I/Khai niãm chung

II/ Cac dang ion hoa

Ly

-Hiãn

ion+

-Muän thæc hiãn âæåc qua

San phám cua qua trçnh ion hoa

ï

thuyãt phong âiãn trong chát khê dæa trãn cå så

í cua hiãn tæång ion hoa

û

tæång ion hoa la qua trçnh phán ly cac phán tæ

ï

ì

ï

í

trung tênh thanh cac hat mang âiãn cuû thãø laì e-va

³

1 nàng læång W W_i

ï

trçnh ion hoa

ï

thç phai cung cáp cho phán tæí

ï

coï khuynh hæång:

+ khuyãch tan trong khäng khê

+ kãt håp

- Nã

nay âiãn tæ

khac.Thæc nghiãm cho tháy trang thai nay khäng tän tai láu dai ma

no quay vã trang thai ban dáu va nàng læång ma chung nhán âæåc træåc kia cung tra

quang nàng

Trong ly thuyãt phong âiãn trong chát khê thç chung ta coï thãø gàp cac dang ion hoaï sau:

ú

ï

phán tæ

í

se

î

å1tran

û

g thai âàc biãt goi la

ì

tra

âao nay nhay sang mät quy

chè sau mät thåi gian rát ngàn

lai dæåi dang

û

Í

trang thai

í

û

tæ tæ

í

û

do ma no tæ mät quy

ì

ï

ì

î

âao

ì

ú

ï

ö

û

ì

ï

1) Ion hoaï

va cham

quang

2)Ion hoaï

3)Ion hoa nhiãt

4)Ion hoa bã màt

ï

ö

**Riãng Ion hoaï va cham ta co:

Xa

í

ï

sæ

û

va cham giæa 1 âiãûn tæí våi pháön tæí khê trung tênh

1

mV ²³ W_i

Âiã

ö

ûn nàng læång:

2

Mät e- mang âiãnû

âæång dëch chuyãn

têch q di chuyã

se la:

øn trong âiã

ûn træång E thç khi âi qua 1 âoa

ûn âæång la

ì

x thç nàng læång têch luy

î

trãn âoa

û

ø

î

ì

Eqx ³ W_i

E=U/d

e

+

-

Eqx

x

ion

x

U

III/Cacï diãn biãn cua quaï trçnh phong âiãn trong chát khê

1)Âënh nghéa phong âiãn

Phong âiãn la sæ hçnh than

Mäi træång khê ma dán âiã

Phong âiãn la sæ hçnh than

2)Cac gia thiãt

- Ban âáu trong khoan

- Xet qua trçnh phong âiãn

nhiã

- Khäng xet

3) Hiãn tæång ion hoa

Xet 1 âiãn tæ co ban kênh r0 di chuyã

û :

û

ì

û

ì

h dong âiã

ûn liãn tuc giæa ca

ïc âiã

ûn cæc

ì

ù

û

ï

la

ì

mäi træång Plaïsma

û

ì

û

ì

h mäi træång Plasma

ï

í

ú

ö

å

í

g khäng gian giæa 2 âiã

û

út mät âiãnû tæí tæû do

ï

û

trong chá

út khê å

í

âiã

ö

û

ü

ì

khäng xetï

âã

ún ion hoa

ï

ût

ï

âãn

ú

hiã

û

ï

tæng cá

ú

p

û

ï

ûm

ï

û

í

ï

øn trong mäi træång khê gäm nhiã

ö

u phá

ön tæ

í

khê ba

ïn kênh r, mátû

âä

ü

phán tæ

í

khê laì N

a

r0

r

a laì khoaní g caï

Âã

ø coï va cham xaí

³

Cho e^-di chuyãn

ø

1 Cm trong mäi træång khê âo

ú

ï thç seî ú phánö tæí khê va chamû våi e-.

co π.(r +r ₀)².1.N sä

Âáy cung chênh laì sä lánö va cha

û

4) Âoanû

âæång tæ

û

do trung bçnh (

)

λ

Âoaûn âæång tæ

û

do trung bçnh (

) la

ì

khoa

íng ca

ïch giæa 2 lá

ön va cha

ûm kã

ú

tiã

ú

λ

1

λ_tb= =

2

)

S

(

P r + r

.N

0

-

1

λ ^e_tb=

(Vç r₀<< r)

P

(r

)

². N

-

1

λ ^e=

=

P

2

. r

KT

Thãú N =P/KT

=

®

)

Våi (A

tb

2

P r

AP

.P

KT

mäi træång khäng âäi thç

Trong âiã

Tuy nhiãn trong thæc tã

trung bçnh cung co tính ngá

***Quy luát phán bä

Xet khe hå khäng khê

ö

û

t âä

ü

tè lãû nghëch våi p

λ

ú

ï

phá

ön tæ

í

khê phán bä

ú

trong mäi træång khê laì phán bäú ngáùu nhiãn do âoï âoaûn âæång tæû do

ï

ù

e^-

û

ú :

ï

í

+

-

e^-

x

e^-

+

-

x

Gia

Trong qua

Gia sæ tai toa

í

thiã

ú

ö

å

í

phça ám cæc co

ï

thç âiã

n_oâiãn tæ, dæåê ta

û

ï

û

ï

û

tæ

í

di chuyãnø

û

vãö

ca

phêa cæc dæång

ng ngay cang giam

ø

âo

ï

û

í

î

va cha

û

í

ì

ú

ì

í

λ

û

> x

-

ne

m våi phán tæí khê

Ta

û

λ _{( n - dn ) e}

dn : säú âiãnû tæí âaî va cham våi phán tæí khê trãn dx = säú lánö va chamû trãn dx

> x+dx

-

Phæång trçnh vi phán:

dn= - nSdx

dn

n

= -Sdx

n = n_oe^-Sx

n

- x / λ

tb

= e

n

o

-

x / λ

tb

λ ³

x

= e

Xa

ïc suátú : P

YÏ nghéa: noi lãn khaí nàng âãø ûm våi phán tæí khê taûi x

1 e^-chæa va cha

5) Hã

û

sä

ú

ion hoa

ï va chamû

α

: biãøu thë sä

Hãû säú

ionhoa

ï

va chamû

ú

lá

ön va cha

ûm ma

ì

gáy ion hoa

ï

khi e^-âi 1 âoan âæång 1 cm

α

=

λ ³

x

S.P

i

- x / λ

i

tb

α = Ap .e

= Ap .e

2

W

i

Õ r

-

. Ap

Våi

Eq

A =

B =

KT

AW

- Bp / E

= Ap .e

i

q

α

α = f ( p , E )

α

max

@ E= const

α = f ( p )

p

p_o

@ p= const

α = f ( E )

α

Ap

E

6) Quy luátû tàng säú âiãnû têch

+

-

ne^-

(n+dn)e^-

x

x+dx

Gia

Trong qua

Cac âiãn tæ

tiãp tuc la

í

thuyãt

ú

ban âáu

trçnh di chuyãn

måi sinh ra cung se

âiãn têch giæa 2 ba

x thç sä âiãn tæ tàng lãn la

tai x+dx thç sä âiãn tæ tàng lãn la

e^-tàng lãn trãn dx = sä

lán va cham gáy ion hoa

ö

å

í

phêa ám cæc co

âo se va cha

di chuyã

n cæc nga

ne^-

ï

1 âiã

û

í

dæåi ta

ï

û

ö phêa cæc dæång

ï

ø

ï

î

û

í

ì

ï

û

ú

ï

α

trçnh cæï thãú

ï

û

í

î

ø

ï

ûn træång va

ì

ï

. Quaï

ú

ì

ú

û

í

ì

Giaí

sæ

í

tai

û

ú

í

ì

ú

û

í

ì (n+dn)e-

dn: sä

ú

ö

û

ï

trãn dx

α

dn= n dx

Phæång trçnh vi phán:

dn

n

α

= dx

x

ò ^{α d x}

0

n = e

α x

Våi p= const, E= const thç

= const

α

n = e

Váûy quy luáût tàng säú âiãûn têch la

ì

tàng theo quy luáût haìm mu

7) Sæû hçnh thanì h phong âiãûn :

Song song våi sæ

ì

û

nay se táp håp tha

phatï

ì

sinh cua âiã

c âiãn tæ

ûn tæ

í

ke

ìm theo sæ

û

phaït sinh cua ion dæång våi cung säú læång vaì caïc âiãnû têch

î

û

ï

û

+

-

x

Cacï

räng . Con ca

e^-do nhe

c ion⁺nàng di cuyã

û

di chuyãn

ø

våi täc âä

ø

ü

nhanh âäng thåi dã

1

ù

khuyã

ö

ú

ïn phán bä

ú

trong khoaíng khäng gian tæång âäi

í phêa sau

æ

ve^-

ï

û

v

=

ç

÷

ion⁺

100

è

ø

Dæåi tac dung cua âiã

cac âiãn cæc. Luc âo

Qua trçnh nay

ï

ûn træång thç ca

tæ

ï

ìy ca

c âiã

ì

ï

ìi ra cho âã

î

ún luc no

âæåc trung hoa

ï

näi liãö

trãn ca

í

ïch giæa

û

ï

û

ï

tha

ïc seî

û

triã

ût tiãu båi vç ca

ï

û

ï

ú

ì

ï

û

ï

ì

chæa thã

ø

goi la

ì

phong âiã

ûn dæåc båi vç chæa hçnh thanh dong liãn tuc giæa ca

ï

û

Muän co

-Phai co nhiãu

-Thac âiãn tæ thã

-Mäi mät thac âiã

hã sau phai âæåc sa

ion hoa bã màt ap

ï

phong âiãn

thac âiã

hã sau phai

n tæ thç âãu

n sinh ra ngay trong näi bä khe hå

suát tháp

û :

í

ï

ö

ï

ûn tæ

ï

û

í

ú

û

í

sa

âoi hoi 1 e^-tac dung ban âá

khê dæa va

í

ï

ú

hã

û

træåc no

cáp

. Nhæng cac e^-tac dung ban âáu

o hiãn tæång ion hoa quang å p suá

ï triãût tiãu

ï

û

í

ö

ï

ú

ö

cua ca

ïc thãú

û

í

ì

û

ï

í

a

ï

ú

ï

ö

û

å

í

ï

ú

IV) Âàcû tênh V-A cua chát khê :

Xeït 1 khe håí khê

i

E

U

c

b

a

u

Âàût lãn noï 1 âiãnû aïp 1 chiãuö vaì tàng dán tæì tháúp âãún cao

O

U_o

U_dthq

U_dthq- âiãn a

ïp duy trç hä

ö

quang

-Giai âoa

Trong khe hå

træång thç cac âiã

tàng lãn lam sä âiãn

û

ì

håp âënh luá

n têch tæ do do qua

nh dong âiãn. Khi u tàng thç E tàng , luc âo

âãn dong tàng

ût Ohm

í

û

ï

û

ï

trçnh ion hoa

ï

bãn ngoa

ì

ïc dung cua âiãnû

ï

û

ø

ì

û

ï

û

ø

ì

ú

û

ö

ï

n trong 1 âån vë thåi gian tàng lãn dán

ù

ú

-Giai âoa

û

Vç sä âiãn

ì

khäng khê co

giai âoa

û

îo hoaì

ú

û

ï

í

ï

ûn

-Giai âoa

Tai b âien

u tàng thç E tàng dán âãn

Luc nay ta goi khäi khê âo âa

Nãu duy trç nguän thç âiãn p se

û

âãn

ú

gia

ï

trë u_o

sä læång âiã

bë phong âiã

tæ âäng tut âã

ú

ûn têch tàng lãn laì

ì

ï

î

ûn

ú

û

a

ï

î

û

ïn gia

ï

trë âu

í

ø

û

ö quang