Теорија струјања електричног слома гасова

Сама реч "ток" преведена је као "ток". Сходно томе, „стример“ је скуп танких разгранатих канала кроз које се електрони и атоми јонизованог гаса крећу у својеврсном току. У ствари, стример је прекурсор коронског или варничног пражњења у условима релативно високог притиска гаса и релативно великог размака између електрода.

Искрено пражњење када се гас поквари

Разгранати ужарени канали стримера се продужавају и на крају се преклапају, затварају јаз између електрода — формирају се континуирани проводни филаменти (варнице) и варнични канали. Формирање варничног канала је праћено повећањем струје у њему, наглим порастом притиска и појавом ударног таласа на граници канала, који чујемо као пуцкетање варница (грмљавина и муња у малом).

Глава траке, која се налази на предњој страни навоја канала, сија најсјајније. У зависности од природе гасовитог медијума између електрода, смер кретања главе стримера може бити једна од две ствари, чиме се разликују анодни и катодни стримери.

Уопштено говорећи, стример је фаза разарања која лежи између варнице и лавине. Ако је растојање између електрода мало, а притисак гасовитог медијума између њих низак, онда лавински степен заобилази струју и иде директно у степен искре.

За разлику од електронске лавине, стример се одликује великом брзином (око 0,3% брзине светлости) простирања главе стримера до аноде или катоде, која је вишеструко већа од брзине одношења електрона једноставно у спољашњем електричном пољу.

При атмосферском притиску и на растојању од 1 цм између електрода, брзина простирања главе катодног стримера је 100 пута већа од брзине лавине електрона. Из тог разлога, стример се сматра као засебна фаза прелиминарног разлагања електричног пражњења у гас.

Хајнц Ратнер је, експериментишући 1962. године са Вилсоновом камером, приметио прелазак лавине у струју. Леонард Лоеб и Јохн Меек (као и Ретнер независно) предложили су модел стримера који објашњава зашто се самоодрживо пражњење формира тако великом брзином.

Муња

Чињеница је да два фактора доводе до велике брзине кретања главе стримера. Први фактор је то што се гас испред главе побуђује резонантним зрачењем, што доводи до појаве тзв. Слободни електрони у семену током реакције асоцијативне јонизације.

Зачетни електрони се формирају дуж канала ефикасније него што би се десило у директној фотојонизацији.Други фактор је да интензитет електричног поља просторног наелектрисања у близини главе стримера премашује просечни интензитет електричног поља у процепу, чиме се постиже висока стопа јонизације током простирања предњег дела струјмера.

Теорија струјања електричног слома гасова

На слици изнад приказан је дијаграм формирања катодног стримера. Када је глава електронске лавине стигла до аноде, иза ње је још увек био реп у међуелектродном простору у виду облака јона. Овде се услед фотојонизације гаса појављују ћерке лавине које се причвршћују за овај облак позитивних јона. Наелектрисање постаје све гушће, а на тај начин се добија самопроширујући ток позитивног наелектрисања – сам стример.

Теоретски, у овој тачки у простору између електрода, где се лавина претвара у струју, у одређеном тренутку постоји тачка у којој је укупно електрично поље (електрично поље које стварају електроде и поље просторног набоја главе струјмера). ) нестаје. Претпоставља се да ова тачка лежи дуж осе лавине. У основи, фронт стримера је нелинеарни талас јонизације, талас просторног наелектрисања који настаје у слободном простору као талас сагоревања.

За формирање предњег дела катодног стримера од суштинског је значаја емисија зрачења ван граница зазора између електрода.У тренутку када јачина електричног поља у глави струјмера достигне критичну вредност, што одговара почетку цурења електрона, нарушава се локална равнотежа између електричног поља и дистрибуције брзина електрона, што генерално умногоме компликује модел стримера. електрични распад гаса.

Саветујемо вам да прочитате:

Зашто је електрична струја опасна?