
【醫】 gas discharge current
【化】 gas discharge
【醫】 gaseous discharge
electric current; electrical current; electricity
【計】 I
【化】 current; electric current; electric current (strength)
【醫】 current; electric current; rheo-
氣體放電電流(Gas Discharge Current)指電離氣體介質中帶電粒子定向運動形成的電荷遷移現象,其本質是氣體分子在強電場作用下發生電離後,電子、離子等載流子形成的導電通路。該過程涉及湯森放電理論中的電子雪崩效應,電流強度與電極間距、氣體壓強、外加電壓呈非線性關系。
在工程應用中,氣體放電電流具有三種典型形态:
國際電工委員會IEC 60050-212标準将氣體放電歸類為自持放電與非自持放電兩類,區分依據是撤除外加電離源後電流是否持續。美國國家标準技術研究院(NIST)的實驗數據表明,空氣在标準大氣壓下起弧電壓約為3kV/mm,該參數直接影響放電電流阈值。
氣體放電電流是指氣體在電場作用下發生電離時,帶電粒子(電子、離子)定向運動形成的電流。以下是其詳細解釋:
氣體放電電流的核心是氣體介質中帶電粒子的遷移。在正常情況下,氣體為絕緣體,但當存在自由帶電粒子(如電子或離子)時,在電場作用下,這些粒子加速運動并與中性分子碰撞,導緻進一步電離,形成持續的電流。這一過程需滿足足夠的電場強度、電壓及電流條件。
初始階段(剩餘電離)
由宇宙射線、光照等外界因素産生少量帶電粒子,形成微小電流(微安級)。此時電流隨電壓升高線性增加。
雪崩放電階段
當電壓達到一定阈值,電子在電場中加速并獲得足夠能量,與氣體分子碰撞引發電離鍊式反應,導緻帶電粒子數量呈指數增長,電流急劇上升。此過程稱為“繁流放電”。
擊穿階段
電壓繼續升高至擊穿值(着火電壓),電流突然增大,氣體由絕緣體變為導體,形成穩定的放電通道(如電弧或輝光)。
氣體擊穿時的電流關系可由以下公式描述(雪崩放電模型):
$$
gamma left( e^{int_0^d alpha dx} - 1 right) = 1
$$
其中,$alpha$為電離系數,$gamma$為二次電子發射系數,$d$為電極間距。
氣體放電電流廣泛用于熒光燈(輝光放電)、電焊(電弧放電)、避雷器(電暈放電)等領域。不同放電類型的電流範圍差異顯著,例如輝光放電為毫安級,電弧放電可達千安級。
如需進一步了解具體放電類型的電流特性,可參考上述來源中的實驗數據或工程案例。
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