zxtp4003zta階段oa段所以呈現r隨[了上升而上升的現象,是因為此時電壓過低,間隙中電場強度過小,外加游離因素產生的帶電粒子不能全部到達電極。

間隙的擊穿 自持放電,當間隙上的電壓上升到圖2-25所示曲線上的b點之后,放電現象發生一個突變。如果圖2-24所示的線路中的電阻r不是具有十分巨大的電阻值,則放電電流可以在一剎那之間(us的數量級)增加幾十億倍以上,這種現象叫做間隙的擊穿。對應于b點的間隙電壓叫做擊穿電壓utic。

                                                          

發生間隙擊穿的原因是因為電壓超過b點以后,電極1和2之間的電場強度已足夠高,其中的電子在電場的加速作用下,已能產生電場游離。由電場游離所產生的正離子,也在電場作用下向陰極加速運動,并在到達陰極附近時加強陰極表面的電場和最后轟擊陰,氣體放電間隙的伏安特性極,使陰極產生高電場發射和二次電子發射。這些發射所產生的電子進入氣體間隙,再繼續進行電場游離。如此往復循環,間隙中的電子數和正離子數就會雪崩式地增加,使電流急劇上升,最后穩定在由電源電勢e和電路電阻r所決定的電流值上。

間隙擊穿后,由電場游離和二次電子發射所產生的帶電粒子數,遠遠超過擊穿前由外部因素引起的帶電粒子數。因此,這時的放電過程已完全不受外界因素的影響,間隙一旦被擊穿,放電過程完全可以自己維持,所以b點以后的放電統稱為自持放電。

試驗證明,間隙的擊穿電壓gc主要決定于氣體壓力夕和間隙距離'兩者的乘積,即uic=r(uz)。圖2-26所示的是銅電極在空氣中的擊穿電壓rrjc對(ui)的試驗曲線(實線)和理論計算曲線(虛線)。這樣的曲線叫做巴申曲線,從圖上可以看到:

除u值甚小以外,兩者是相當接近的;

當uj大于某一值時,uc隨夕j的增大而增大,當ui小于此值時,jic隨uj的減小而增大,這就說明增高間隙中氣體的壓力或將間隙放在高度真空中,都可以提高間隙的擊穿電壓;

存在著一最小擊穿電壓rrjemin。對空氣來說jcnin≈327v;而對氫氣gcmin≈220v。

擊穿電壓有最小值可從物理意義上進行解釋。假如固定極間距離而改變氣壓夕,那么,因為氣體粒子的平均自由行程與氣壓成反比,氣壓降低時平均自由行程將增大。這樣就會出現兩方面的情況:一方面,電子每次碰撞的動能增加,提高了電場游離的幾率;另一方面,電子走過單位距離的碰撞次數減少。當前一種情況占優勢時,擊穿電壓隨夕的減小而減小(如圖2-26中t7jcmin右邊的情況);當后一種情況占優勢時,必須提高電場強度以更多地增加每次碰撞發生游離的幾率。所以,擊穿電壓隨p的減小而增加(如圖2-26中gcnlin左邊的情況)。假如固定氣壓夕而改變極間距離,那么當太大時,必須提高電壓才能維持足夠的電場強度以產生電場游離;當j太小時,由于電子走過極間距離時碰撞次數太少,必須更加提高極間電場強度,以增加每次碰撞的游離幾率來補償,因而擊穿電壓也提電弧的物理特性觸點間的放電現象,觸點在開斷電路和關合電路的過程中,都會有放電現象發生。但是與前面所討論過的固定電極間的放電現象有所不同,開關電器的觸點在開斷電路時,間隙中所發生的放電現象不一定都經過間隙擊穿的過程。

當觸點開始分離之前,加在觸點上的壓力逐漸下降,使接觸電阻逐漸上升,由此會使觸點的溫升不斷提高。當溫度上升到金屬熔點之后,觸點金屬發生局部熔化。隨著觸點的分離,熔化的金屬橋接在兩觸點之間,成為電流的通道,這種物理現象叫做金屬液橋,簡稱液橋。

液橋存在的時間很短暫,它或者由于局部溫度上升達到汽化溫度而折斷,或者由于觸點的運動而被機械拉斷。

在液橋斷裂的瞬間,根據觸點控制的電路的條件不同,可能出現幾種情況:

對于直流電路,若被開斷電路的電流f大于觸點的燃弧電流rrh,開斷后加在觸點間隙上的電壓σ大于觸點的燃弧電壓嘰h,則在觸點間隙中直接生成電弧。不同觸點材料時的燃弧電流frh和燃弧電壓urb列于表2-8中,不同材料在不同介質條件下的直流燃弧電流幾h和燃弧電壓gh的數值,當開斷交流電路時也有類似情況,但產生電弧的最小電流隨電壓不同而變化,其數據列于表2-9中。

                                  

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