A gázok elektromos lebomlásának áramelmélete
Magát a "flow" szót "flow"-nak fordítják. Ennek megfelelően a "streamer" vékony elágazó csatornák halmaza, amelyeken keresztül az elektronok és az ionizált gázatomok egyfajta áramlásban mozognak. Valójában a streamer a korona- vagy szikrakisülés előfutára viszonylag nagy gáznyomás és viszonylag nagy elektródatávolság esetén.
A streamer elágazó izzó csatornái megnyúlnak, és végül átfedik egymást, bezárják az elektródák közötti rést - folyamatos vezető szálak (szikrák) és szikracsatornák képződnek. A szikracsatorna kialakulását az áramerősség növekedése, a nyomás meredek növekedése és a csatorna határán lökéshullám megjelenése kíséri, amelyet szikrák recsegéseként hallunk (miniatűr mennydörgés és villámlás).
A csatorna szál elején található streamer fej világít a legfényesebben. Az elektródák közötti gáz-halmazállapotú közeg természetétől függően a streamer fej haladási iránya két dolog egyike lehet, így megkülönböztethető az anódos és a katódos streamer.
Általánosságban elmondható, hogy a streamer a pusztulás szakasza, amely a szikra és a lavina között fekszik. Ha az elektródák közötti távolság kicsi, és a közöttük lévő gáznemű közeg nyomása alacsony, akkor a lavinafokozat megkerüli a streamert, és közvetlenül a szikrafokozatba kerül.
Az elektronlavinától eltérően a streamert a streamer fejének az anódhoz vagy katódhoz való nagy sebessége (körülbelül a fénysebesség 0,3%-a) jellemzi, ami sokszorosa az elektronsodródás sebességének. külső elektromos térben.
Légköri nyomáson és 1 cm távolságban az elektródák között a katód streamer fejének terjedési sebessége 100-szor nagyobb, mint az elektronlavina sebessége. Emiatt a streamert az elektromos kisülés gázgá történő előzetes lebontásának külön szakaszának tekintik.
Heinz Ratner, aki 1962-ben kísérletezett egy Wilson kamerával, megfigyelte a lavina átalakulását streamerré. Leonard Loeb és John Meek (valamint Raettner egymástól függetlenül) egy streamer-modellt javasoltak, amely megmagyarázza, miért alakul ki ilyen nagy sebességgel az önfenntartó kisülés.
Az a tény, hogy két tényező vezet a szalagfej nagy mozgási sebességéhez. Az első tényező, hogy a fej előtti gázt rezonáns sugárzás gerjeszti, ami az ún. Szabad elektronok a magokban az asszociatív ionizációs reakció során.
A magelektronok a csatorna mentén hatékonyabban képződnek, mint a közvetlen fotoionizáció során.A második tényező az, hogy a tértöltés elektromos térerőssége a streamer feje közelében meghaladja az átlagos elektromos térerősséget a résben, ezáltal magas ionizációs sebesség érhető el a streamer front terjedése során.
A fenti ábra egy katód-streamer kialakulásának diagramját mutatja. Amikor az elektronlavina feje elérte az anódot, mögötte az elektródák közötti térben még volt egy farok ionfelhő formájában. Itt a gáz fotoionizációja miatt leánylavinák jelennek meg, amelyek ehhez a pozitív ionfelhőhöz tapadnak. A töltés egyre sűrűbbé válik, és ily módon önterjedő pozitív töltési áramlás jön létre - maga a streamer.
Elméletileg az elektródák közötti tér ezen a pontján, ahol a lavina streamerré változik, egy bizonyos pillanatban van egy pont, ahol a teljes elektromos tér (az elektródák által létrehozott elektromos tér és a streamer fej tértöltési mezője) ) eltűnik. Feltételezzük, hogy ez a pont a lavina tengelye mentén fekszik. Alapvetően a streamer front egy nemlineáris ionizációs hullám, egy tértöltési hullám, amely a szabad térben égési hullámként keletkezik.
A katód streamer elülső részének kialakításához elengedhetetlen az elektródák közötti rés határain kívüli sugárzás kibocsátása.Abban a pillanatban, amikor az elektromos térerősség a streamer fejében eléri a kritikus értéket, ami megfelel az elektronszivárgás kezdetének, az elektromos tér és az elektronsebesség-eloszlás közötti lokális egyensúly megbomlik, ami általában nagymértékben bonyolítja a streamer modellt. gáz elektromos meghibásodása.