气体放电的基本物理过程PPT教案.pptx

会计学
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气体放电的基本物理过程
输电线路以气体作为绝缘材料
变压器相间绝缘以气体作为绝缘材料
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气体绝缘的优点：
不存在老化问题
理论体系较完善
完全的绝缘自恢复特性
在电气设备中:
外绝缘:
一般由气体介质(空气)和固体介质(绝缘子)联合构成
内绝缘:
一般由固体介质和液体介质联合构成
带电粒子的产生与消失
气体中电子与正离子的产生
电离：
电子脱离原子核
自由电子、正离子
此过程需要能量
电离能 Wi
电离电位 Ui=Wi/e
发生电离的条件？
根据外界给予原子或分子的能量形式的不同，电离可分为热电离、光电离和碰撞电离。此外，电离过程可以一次完成，也可以是先激励再电离的分级电离方式。
外界能量
（1）热电离
×10-23J/K
热力学温度
气体分子的平均动能与温度的关系
室温下：气体分子的平均动能10-2eV 数量级
只有在电弧放电产生的高温条件下才会有明显的热电离！
热游离实质上并不是另外一种独立的形式，实质上仍是撞击游离与光游离，只是其能量来源于气体分子本身的热能。
随着温度升高气体分子动能增加引起的碰撞电离
高温下高能热辐射光子引起的光电离
产生热游离的条件：
：气体分子的电离能
（2）光电离
×10-34J·s
光辐射引起气体分子的电离；光子能量:
hv≥Wi 或λ≤hc/Wi
式中 λ——光的波长，m；
c——光速
Wi ——气体的电离能，eV。
光电离条件：
光电离在气体介质放电过程中很重要！(正负离子的复合产生光子—流注放电）
可见光不能使气体直接发生光电离！x,γ射线才能使其发生光电离。
光的来源：自然界、人为照射、气体放电过程
v ——为频率
（3）碰撞电离
带电粒子在电场中获得动能:
一个重要概念：自由行程---两次碰撞间质点行经的距离， 一般用λ表示。平均自由行程用 表示。
需要注意的两点!
碰撞电离是气体放电过程中产生带电质点的最重要的方式。
碰撞电离主要是由电子引起的，离子引起的碰撞电离概率要比电子引起的小得多。
原因有两个，请同学们自己分析！
1）电子自由行程大，在电场中获得的能量大。
2）电子质量比离子小的多，易产生弹性碰撞,发生非电离碰撞后几乎不损失能量，更容易积累能量。
因此，在分析气体放电发展时，只考虑电子引起的碰撞电离。