氣體擊穿理論解釋氣體擊穿現象的理論。
基本介紹
- 中文名：氣體擊穿理論
- 外文名：theory of electric break-down of gases
- 發生條件：氣體間隙發生擊穿
- 理論補充：湯森放電理論和流注放電理論
特點,理論補充,氣體絕緣材料,多光子吸收,
特點
在氣體間隙上施加電壓及紫外線等高能輻照時，可以觀察到流過間隙的微小電流。當電壓增加時，電流也隨著增加，直到某一飽和電流值。當電壓再增加時，電流又較快地上升，達到所謂的湯森放電階段。當電壓再升高到某一臨界值時，由於電壓的微小增大，會引起電流驟然劇增。這時氣體間隙喪失其電氣絕緣性能而變為導電通道。這就是氣體間隙的擊穿現象。這個臨界電壓值稱為擊穿電壓。在氣體間隙發生擊穿後，即使沒有外輻照源，間隙中的放電電流也會持續下去，即達到自持放電的階段。根據外迴路的條件，自持放電可以發展成輝光放電、電弧放電或火花放電等形式。
理論補充
對氣體擊穿現象的解釋有兩種相互補充的重要理論：湯森放電理論和流注放電理論。湯森理論認為氣體間隙中發生的電子碰撞電離及陰極上發生的二次發射過程是氣體間隙擊穿的主要機制。湯森理論適合於低氣壓以及低pd(氣壓P和間隙距離d的乘積)值的情況。流注放電理論認為除電子碰撞電離之外，在電子崩頭部空間電荷引起的電場畸變以及間隙中的光電離在擊穿過程中也起著重要作用。流注理論適合於較高的pd值。
根據氣體間隙的氣壓高低、電極結構形狀以及外加電源種類的不同，發展了相應的特定情況下的氣體擊穿理論，如高壓力下氣體擊穿理論、不均勻電場中的擊穿理論、高頻擊穿理論、真空擊穿理論、長空氣間隙擊穿理論以及沿面放電理論等。
氣體絕緣材料
氣體絕緣材料能使有電位差的電極間保持絕緣的氣體。氣體絕緣遭破壞後有自恢復能力，它有電容率穩定、介質損耗極小、價格便宜等優點，是極好的絕緣材料。氣體的絕緣特性服從巴申定律Ud=f(ad)，即擊穿電壓Ud是問隙距離d和氣壓p乘積的函式。壓力的增大和減小都能提高氣體的擊穿電壓。作為高壓裝置的外絕緣材料，空氣套用最廣。它的介電強度與電場分布和電壓波形有關，在極不均勻電場在標準大氣條件下的情況，如偏離標準條件應按規定修正。
多光子吸收
微波氣體擊穿和光頻氣體擊穿之間存在一個主要差別，這是由於雷射的光子能量的大小與氣體的電離電位可相比擬，對於可見光雷射，光子能量等於幾個電子伏特，與大多數原子和分子電離所需的幾十電子伏特的能量比較起來，光子的能量已有相當的大小，直接的單光子電離需要處於紫外光譜區的雷射光子，因此，在可見光和紅外雷射輻射引起的擊穿中，它是不起作用的。
