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1、高电压技术,第一章第1页，本讲稿共21页气隙中气隙中气隙中气隙中带电粒子带电粒子带电粒子带电粒子是如何是如何是如何是如何形成形成形成形成的？的？的？的？气隙中的气隙中的气隙中的气隙中的导电通道导电通道导电通道导电通道是如何是如何是如何是如何形成形成形成形成的？的？的？的？思考下述问题：思考下述问题：第第1 1章章 气体放电的基本物理过程气体放电的基本物理过程电荷的定向迁移和泄漏电荷的定向迁移和泄漏气体放电气体放电气体放电气体放电第2页，本讲稿共21页1.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1 带电粒子在气体中的运动带电粒子在气体中的运动带电粒子在气体中的运动带电粒子在气体中的运动1.1.2
2、 1.1.2 1.1.2 1.1.2 带电粒子的产生带电粒子的产生带电粒子的产生带电粒子的产生1.1.3 1.1.3 1.1.3 1.1.3 负离子的形成负离子的形成负离子的形成负离子的形成1.1.4 1.1.4 1.1.4 1.1.4 带电粒子的消失带电粒子的消失带电粒子的消失带电粒子的消失1.1 1.1 带电粒子的产生和消失带电粒子的产生和消失第3页，本讲稿共21页 平均自由行程平均自由行程平均自由行程平均自由行程 带电质点的迁移率带电质点的迁移率带电质点的迁移率带电质点的迁移率 激励激励激励激励 电离电离电离电离 复合复合复合复合1.1.1 1.1.1 带电粒子在气体中的运动带电粒子在气
3、体中的运动相关学术术语相关学术术语相关学术术语相关学术术语第4页，本讲稿共21页质点的平均自由行程质点的平均自由行程 ：一一个个带带电电质质点点在在向向前前行行进进1 1cm距距离离内内，发发生生碰碰撞撞次次数数的的倒数倒数 。1.1.1 1.1.1 带电粒子在气体中的运动带电粒子在气体中的运动第5页，本讲稿共21页质点的平均自由行程质点的平均自由行程 受温度和气压影响受温度和气压影响受温度和气压影响受温度和气压影响电子的电子的 要比分子和离子的大得多要比分子和离子的大得多 的性质的性质反映了带电质点自由运动的能力反映了带电质点自由运动的能力反映了带电质点自由运动的能力反映了带电质点自由运动的
4、能力1.1.1 1.1.1 带电粒子在气体中的运动带电粒子在气体中的运动第6页，本讲稿共21页带电质点的迁移率带电质点的迁移率E负极负极负极负极正极正极正极正极正离子正离子正离子正离子电子电子电子电子迁移率1.1.1 1.1.1 带电粒子在气体中的运动带电粒子在气体中的运动第7页，本讲稿共21页激励、电离和复合激励、电离和复合原子核原子核原子核原子核基态电子基态电子基态电子基态电子能量能量能量能量激励激励激励激励电离电离电离电离电离能电离能电离能电离能复合复合复合复合1.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1 带电粒子在气体中的运动带电粒子在气体中的运动第8页，本讲稿共21页激励、电离和复
5、合激励、电离和复合1.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1 带电粒子在气体中的运动带电粒子在气体中的运动气体气体电离能电离能N215.5O212.5CO213.7SF615.6H215.4H2O12.7第9页，本讲稿共21页1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 带电粒子的产生带电粒子的产生带电粒子的产生带电粒子的产生带电粒子的来源带电粒子的来源带电粒子的来源带电粒子的来源源于气体内部源于气体内部源于气体内部源于气体内部源于电极源于电极源于电极源于电极碰撞电离碰撞电离碰撞电离碰撞电离热电离热电离热电离热电离光电离光电离光电离光电离正离子碰撞正离子碰撞正离子碰撞正离子碰撞光电子发射
6、光电子发射光电子发射光电子发射热电子发射热电子发射热电子发射热电子发射强场发射强场发射强场发射强场发射第10页，本讲稿共21页1.1.2 1.1.2 带电粒子的产生带电粒子的产生碰撞电离碰撞电离源于气体内部源于气体内部源于气体内部源于气体内部中性原子中性原子电子电子E E电子动能电子动能电离能电离能气体中产生带电粒子的最主要原因气体中产生带电粒子的最主要原因气体中产生带电粒子的最主要原因气体中产生带电粒子的最主要原因第11页，本讲稿共21页1.1.2 1.1.2 带电粒子的产生带电粒子的产生热电离热电离源于气体内部源于气体内部源于气体内部源于气体内部中性原子中性原子电子电子电子动能电子动能电离
7、能电离能高温高温高温高温在大电弧的情况下发生第12页，本讲稿共21页1.1.2 1.1.2 带电粒子的产生带电粒子的产生光电离光电离源于气体内部源于气体内部源于气体内部源于气体内部中性原子中性原子光子能量光子能量电离能电离能光子光子光子光子X X射线、射线、线线第13页，本讲稿共21页1.1.2 1.1.2 带电粒子的产生带电粒子的产生正离子碰撞阴极正离子碰撞阴极源于电极源于电极源于电极源于电极E负极负极负极负极正极正极正极正极正离子正离子正离子正离子电子电子正离子的能量与金属电极的逸出功的关系正离子的能量与金属电极的逸出功的关系第14页，本讲稿共21页1.1.2 1.1.2 带电粒子的产生带
8、电粒子的产生源于电极源于电极源于电极源于电极一些金属的逸出功一些金属的逸出功金属金属逸出功（逸出功（eV)铝铝4.08银银4.73铜铜4.7铁铁4.48氧化铜氧化铜5.34第15页，本讲稿共21页1.1.2 1.1.2 带电粒子的产生带电粒子的产生带电粒子的产生带电粒子的产生光电子发射光电子发射源于电极源于电极源于电极源于电极E负极负极负极负极正极正极正极正极光电效应光电效应第16页，本讲稿共21页1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 带电粒子的产生带电粒子的产生热电子发射热电子发射源于电极源于电极源于电极源于电极E负极负极负极负极正极正极正极正极加热加热加热加热第17页，本讲稿共2
9、1页1.1.2 1.1.2 带电粒子的产生带电粒子的产生强场发射强场发射源于电极源于电极源于电极源于电极E负极负极负极负极正极正极正极正极真空中、高压气体中、液体中、固体中真空中、高压气体中、液体中、固体中电场阈值电场阈值第18页，本讲稿共21页1.1.3 1.1.3 负离子的形成负离子的形成气体分子要有很高的电负性气体分子要有很高的电负性 E负极负极负极负极正极正极正极正极第19页，本讲稿共21页1.1.3 1.1.3 负离子的形成负离子的形成负离子的形成负离子的形成电子亲和能电子亲和能 元素元素电子亲合能（电子亲合能（eV）电负性值电负性值F4.034.0Cl3.743.0Br3.652.8I3.302.5第20页，本讲稿共21页1.1.4 1.1.4 带电质点的消失带电质点的消失E负极负极负极负极正极正极正极正极带电粒子消失的三条途径：复合、扩散和中和带电粒子消失的三条途径：复合、扩散和中和带电粒子消失的三条途径：复合、扩散和中和带电粒子消失的三条途径：复合、扩散和中和复合复合中和中和扩散扩散第21页，本讲稿共21页