Stream theory ng electrical breakdown ng mga gas

Ang salitang "daloy" mismo ay isinalin bilang "daloy". Alinsunod dito, ang isang «streamer» ay isang hanay ng mga manipis na branched channel kung saan ang mga electron at ionized gas atom ay gumagalaw sa isang uri ng daloy. Sa katunayan, ang streamer ay isang precursor sa isang corona o spark discharge sa ilalim ng mga kondisyon ng medyo mataas na presyon ng gas at medyo malaking electrode spacing.

Ang mga branched na kumikinang na channel ng streamer ay humahaba at kalaunan ay magkakapatong, isara ang agwat sa pagitan ng mga electrodes - ang tuluy-tuloy na conductive filament (sparks) at spark channel ay nabuo. Ang pagbuo ng isang spark channel ay sinamahan ng isang pagtaas sa kasalukuyang sa loob nito, isang matalim na pagtaas sa presyon at ang hitsura ng isang shock wave sa hangganan ng channel, na naririnig natin bilang isang kaluskos ng mga spark (kulog at kidlat sa maliit).

Ang ulo ng streamer, na matatagpuan sa harap ng thread ng channel, ay kumikinang nang pinakamaliwanag. Depende sa likas na katangian ng gaseous medium sa pagitan ng mga electrodes, ang direksyon ng paglalakbay ng streamer head ay maaaring isa sa dalawang bagay, kaya nakikilala ang anodic at cathodic streamer.

Sa pangkalahatan, ang streamer ay isang yugto ng pagkawasak na nasa pagitan ng spark at avalanche. Kung ang distansya sa pagitan ng mga electrodes ay maliit at ang presyon ng gas na daluyan sa pagitan ng mga ito ay mababa, pagkatapos ay ang avalanche stage ay lumalampas sa streamer at direktang pumunta sa spark stage.

Hindi tulad ng electron avalanche, ang streamer ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na bilis (mga 0.3% ng bilis ng liwanag) ng pagpapalaganap ng ulo ng streamer sa anode o cathode, na maraming beses na mas mataas kaysa sa bilis ng electron drift nang simple. sa isang panlabas na electric field.

Sa presyon ng atmospera at sa layo na 1 cm sa pagitan ng mga electrodes, ang bilis ng pagpapalaganap ng ulo ng cathode streamer ay 100 beses na mas mataas kaysa sa bilis ng isang electron avalanche. Para sa kadahilanang ito, ang streamer ay itinuturing bilang isang hiwalay na yugto ng paunang pagkasira ng isang electric discharge sa isang gas.

Si Heinz Ratner, na nag-eksperimento noong 1962 gamit ang isang Wilson camera, ay naobserbahan ang paglipat ng isang avalanche sa isang streamer. Sina Leonard Loeb at John Meek (pati na rin si Raettner nang nakapag-iisa) ay nagmungkahi ng isang modelo ng streamer na nagpapaliwanag kung bakit nabubuo ang self-sustaining discharge sa napakataas na rate.

Ang katotohanan ay ang dalawang kadahilanan ay humantong sa isang mataas na bilis ng paggalaw ng ulo ng streamer. Ang unang kadahilanan ay ang gas sa harap ng ulo ay nasasabik ng resonant radiation, na humahantong sa hitsura ng tinatawag na. Libreng electron sa mga buto sa panahon ng associative ionization reaction.

Ang mga seed electron ay nabuo sa kahabaan ng channel nang mas mahusay kaysa sa mangyayari sa direktang photoionization.Ang pangalawang kadahilanan ay ang intensity ng electric field ng space charge malapit sa ulo ng streamer ay lumampas sa average na electric field intensity sa gap, at sa gayon ay nakakamit ang isang mataas na rate ng ionization sa panahon ng pagpapalaganap ng streamer front.

Ang figure sa itaas ay nagpapakita ng isang diagram ng pagbuo ng isang cathode streamer. Kapag ang ulo ng electron avalanche ay umabot sa anode, sa likod nito ay mayroon pa ring buntot sa interelectrode space sa anyo ng isang ulap ng mga ions. Dito, dahil sa photoionization ng gas, lumilitaw ang mga avalanches ng anak na babae, na nakakabit sa ulap ng mga positibong ion na ito. Ang singil ay nagiging mas at mas siksik, at sa ganitong paraan ang isang self-propagating na daloy ng positibong singil ay nakuha - ang streamer mismo.

Sa teoryang ito, sa puntong ito sa puwang sa pagitan ng mga electrodes, kung saan ang avalanche ay nagiging streamer, sa isang tiyak na sandali mayroong isang punto kung saan ang kabuuang electric field (ang electric field na nilikha ng mga electrodes at ang space charge field ng streamer head ) nawawala. Ang puntong ito ay ipinapalagay na nasa kahabaan ng axis ng avalanche. Karaniwan, ang harap ng streamer ay isang nonlinear ionization wave, isang space charge wave na lumilitaw sa libreng espasyo bilang isang combustion wave.

Para sa pagbuo ng harap ng cathode streamer, ang paglabas ng radiation sa labas ng mga hangganan ng puwang sa pagitan ng mga electrodes ay mahalaga.Sa sandaling ang lakas ng patlang ng kuryente sa ulo ng streamer ay umabot sa isang kritikal na halaga, na tumutugma sa simula ng pagtagas ng elektron, ang lokal na equilibrium sa pagitan ng patlang ng kuryente at ang pamamahagi ng bilis ng elektron ay nabalisa, na sa pangkalahatan ay lubos na nagpapalubha sa modelo ng streamer ng electric breakdown ng gas.