高電壓習(xí)題第1章參考答案

1、1、空氣主要由氮和氧組成，其中氧分子的電離電位較低，為 12.5v。（1）若由電子碰撞使其電離，求電子的最小速度；（2）若由光子碰撞使其電離，求光子的最大波長(zhǎng)，它屬于那種性質(zhì)的射線?（3）若由氣體分子自身的平均動(dòng)能產(chǎn)生熱電離，求氣體的最低溫度。答：電子的質(zhì)量me 9,109534 10 31千克；每個(gè)電子伏特為1.602x 10-19焦耳；氧分子的電離能 wi 2.5 1,602 10 19 20.025 10 19焦耳。12(1)電子的動(dòng)能q mev ,因此若要產(chǎn)生碰撞電離，q wi,電子最小速度為：2v ，2四 / me/2 20.025 10 19/9.1095434 10 312.09

2、78 106 米/秒光子的最大波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于光子最小頻率,由電離條件hv eui可得最大波長(zhǎng)為:hc 1.24 10 61.24euiui12.510 69.9210 8(m)3查圖21 1可知屬于紫外線范圍。(3)由氣體的平均動(dòng)能與氣體溫度的關(guān)系w 3kt ,以及氧氣分子的電離能，可知t 2w3k_ _ _ _ 192 20.025 10_ _ 233 1,38 10 239.67 104 (k)2、試論述氣體放電過程的、 系數(shù)答： 系數(shù)表示一個(gè)電子在走向陽極的1cm路程中與氣體質(zhì)點(diǎn)相碰撞所產(chǎn)生的自由電子數(shù)（平均值）。當(dāng)氣隙電場(chǎng)強(qiáng)度與氣體相對(duì)密度值之比e/不變時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論推導(dǎo)都證實(shí)，系數(shù)與

3、氣體的相對(duì)密度成正比。值e值非常敏感，場(chǎng)強(qiáng)e的較小變化就會(huì)引起值的較大變化。系數(shù)表示一個(gè)正離子撞擊到陰極表面時(shí)從陰極逸出的自由電子數(shù)（平均值）。系數(shù)與陰極的逸出功有關(guān)，因而與陰極的材料及表面狀態(tài)有關(guān)。值也與撞擊離子的勢(shì)能和動(dòng)能有關(guān)，但氣隙擊穿電壓對(duì)的變化不敏感，故通?？蓪⒁暈槌?shù)。3、什么叫帕邢（巴中）定律？在何種情況下氣體放電不遵循巴中定律?答：帕邢定律：在均勻電場(chǎng)中，例如當(dāng)sv 0.26cm （空氣）時(shí)，氣體的擊穿電壓ub與氣體相對(duì)密度、極間距離s并不具有單獨(dú)的函數(shù)關(guān)系，而是僅與它們的乘積s函 數(shù)關(guān)系，只要乘積不變， u b 就不變。s極小時(shí)（短間隙、氣壓極低時(shí)），實(shí)驗(yàn)測(cè)到的高真空領(lǐng)域內(nèi)間

4、隙的擊穿電壓大致保 持恒定，不隨殘余氣壓而變。高真下間隙擊穿的可能是強(qiáng)場(chǎng)發(fā)射引起的。s較大時(shí)（長(zhǎng)間隙、氣壓高于12mpa）,氣體擊穿的提高比氣壓的增加要慢，呈飽和趨向，偏離了帕邢u 形曲線。4、 均勻電場(chǎng)和極不均勻電場(chǎng)氣隙放電機(jī)理、放電過程和放電現(xiàn)象有何不同？答： 放電機(jī)理不同： 均勻電場(chǎng)氣隙， 電子的碰撞電離和正離子撞擊陰極造成的表面電離在氣體放電過程中起主要作用；電子碰控電離及空間光電離是維持自持放電的主要因素， 并強(qiáng)調(diào)了空間電荷畸變電場(chǎng)的作用。 （湯遜機(jī)理和流注機(jī)理都可能存在）極不均勻電場(chǎng)氣隙，電子碰控電離及空間光電離是維持自持放電的主要因素，并強(qiáng)調(diào)了空間電荷畸變電場(chǎng)的作用。 （只有流注

5、機(jī)理）放電過程不同：均勻電場(chǎng)短間隙當(dāng)sv 0.26cm （空氣）時(shí)的放電過程經(jīng)過碰撞電離、電子崩的形成、正離子撞擊陰極的表面電離，如滿足自持條件，氣隙擊穿。均勻電場(chǎng)長(zhǎng)間隙（當(dāng) s0.26cm時(shí)）的放電過程經(jīng)過電子崩階段、流注階段。極不均勻電場(chǎng)氣隙的放電過程經(jīng)過非自持放電階段（電子崩階段）流注階段，對(duì)于長(zhǎng)間隙，還會(huì)出現(xiàn)先導(dǎo)放電和主放電過程。放電現(xiàn)象不同：均勻電場(chǎng)氣隙放電形式有輝光放電、火花放電和電弧放電（當(dāng)達(dá)到自持放電即擊穿，無極性效應(yīng)）極不均勻電場(chǎng)氣隙放電形式有電暈放電、刷狀放電、火花放電、電弧放電。 （當(dāng)達(dá)到自持放電還不能擊穿，有極性效應(yīng)）5、 長(zhǎng)間隙放電與短間隙放電的本質(zhì)區(qū)別在哪里？試解釋

6、長(zhǎng)空氣間隙的平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)遠(yuǎn)低于短間隙的原由，形成先導(dǎo)過程的條件是什么？答：本質(zhì)區(qū)別： 長(zhǎng)間隙火花放電通道 是在 放電發(fā)展過程中建立的 ，而不是像短間隙那樣在整個(gè)間隙被流注通道貫穿后建立的，所以 長(zhǎng)間隙擊穿的平均場(chǎng)強(qiáng)小于短間隙擊穿場(chǎng)強(qiáng) 。長(zhǎng)間隙放電過程中出現(xiàn)強(qiáng)烈的熱電離 ，形成先導(dǎo)通道，具有相當(dāng)高的電導(dǎo)和很小的軸向場(chǎng)強(qiáng)，近似把棒極電位帶到通道的前端，使通道前端前方的寬廣區(qū)域內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)增大，引起新的強(qiáng)流注，延長(zhǎng)先導(dǎo)通道，而通道前方始終保持很強(qiáng)的場(chǎng)強(qiáng)，使得這樣的過程能持續(xù)先前發(fā)展，直到對(duì)面電極。形成先導(dǎo)過程的條件是： 放電發(fā)展到出現(xiàn)熱電離。第一次測(cè)試題目：湯遜德理論和流注理論的主要區(qū)別在哪里？它們各自的適用范圍如何？答