氣體電介質導電

氣體電介質電導是指在外電場作用下氣體的導電性能。氣體電介質在低於氣體擊穿電場強度下，漏電流極小時可認為是絕緣體（電流密度J<0A/m）。

基本介紹

• 中文名：氣體電介質導電
• 外文名：electricalconductioningaseous dielectrics
• 學科：電力工程
• 領域：工程技術

概念

氣體電介質電導是指在外電場作用下氣體的導電性能。氣體電介質在低於氣體擊穿電場強度下，漏電流極小時可認為是絕緣體（電流密度J<10A/m）。

產生原因

氣體電介質中的載流子主要是由於氣體受到紫外光或宇宙線輻射以及強熱等物理因素的作用，分子發生電離產生正離子和電子對，或陰極受激發射出電子而形成。這些載流子在電場的作用下漂移產生傳導電流。這就是氣體電介質電導的成因。

特點

氣體電介質中電流與電壓的關係，就總體而言並非定全是線性關係，故不能用單一的電導率來表征。通常其伏安特性可分為三個區：線性區、飽和區和碰撞電離區。

示意圖

圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別代表線性區、飽和區和碰撞電離區。

線上性區（Ⅰ），氣體電介質中電場強度較低（E<E1），產生的載流子主要通過相互複合而平衡，可形成一較穩定的載流子濃度。在載流子遷移率與電場無關的情況下，電導率γ為一與電場無關的常數，伏安特性呈線性。

在飽和區（Ⅱ）（E1<E<E2），由電離形成的離子已來不及相互複合而幾乎全部被電場吸引到電極上複合，因而氣體電介質中的電流密度趨於飽和而與電場無關。

在碰撞電離區（Ⅲ），由於電場強度進一步增加（E>E2），氣體中的載流子在強電場的作用下加速並積累能量。當在自由行程區間中載流子所積累的動能超過氣體分子的電離能時，分子則被碰撞電離，此時氣體中的電流密度J將隨電場強度E的增高呈指數關係劇烈上升。電場強度再增加，氣體將發生擊穿，從絕緣狀態轉變為導電狀態。