Диссертация (1150471), страница 18
Текст из файла (страница 18)
p =1 Торр,Rб=260 кОм, dU/dt=5,1∙106 В/сФронт ВИ начинает детектироваться при задержке между импульсами 2,5 мс, в этойобласти напряжение зажигания выходит на максимум (рис.5.15 б). Несмотря на наибольшиезначения пробойного потенциала, скорость ВИ в этой точке сравнительно низкая и90возрастает, достигая насыщения при Δt = 15 мс. В области минимальных задержек явнонарушается корреляция между скоростью ВИ и величиной Ub, наблюдаемая в случаепоследовательности одиночных импульсов (рис.5.10).
Это нарушение сохраняется приминимальных значениях пробойного напряжения второго импульса. Корреляция скоростиВИ и напряжения восстанавливается при выходе последнего на уровень пробойногопотенциала первого импульса. При дальнейшем увеличении Δt скорость ВИ во второмимпульсе стремиться к скорости волны в первом импульсе.При увеличении dU/dt в несколько раз заметно изменяется вид зависимости от Δt дляскорости ВИ (рис.5.21). Так же, как и в предыдущем случае, волна детектируется, начиная собласти максимума аномального эффекта памяти (рис.5.17 а). При этом скорость ВИ низкая.Минимальное значение скорости ВИ наблюдается в точке выхода кривой напряжения изаномального эффекта при Δt = 6 – 7,5 мс, после которой скорость возрастает и достигаетмаксимума, не отвечающего заметному экстремуму напряжения зажигания.
В дальнейшемнаблюдается монотонный выход на стационарное значение, совпадающее со скоростью ВИ впервом импульсе.2220186VВИ 10 , см/с16141210864200 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40t, мсРис.5.21 Зависимость скорости ВИ от интервала между импульсами. p =1 Торр,Rб=260 кОм, dU/dt=13∙106 В/сСтоит отметить, что в области задержек, при которых не детектируется ВИ,наблюдается значительный предпробойный ток, переходящий в быстро нарастающий выброслишь при аномальном эффекте памяти.915.4.3. Пробой с заземленным анодомЭксперимент с пробоем парами импульсов был также проведен в случае, когдазаземленным электродом был анод.
При напряжении источника -3,6 кВ исследовались парыимпульсов с задержками от 0,5 мс до 30 мс и с частотой повторения пар 4,5 Гц. Выше былопоказано, что при пробое одиночными импульсами с отрицательным напряжениемпотенциал зажигания зависит от dU/dt. При частоте импульсов, превышающей ≈ 1 Гц, этазависимость убывающая (рис.5.7б). По этой причине, так же как в опытах с заземленнымкатодом, исследовались шесть скоростей роста напряжения: три в области высокогопробойного потенциала (dU/dt < ) и три в области низкого (dU/dt >).При отрицательной полярности разрядных импульсов эффект памяти для напряженияменее выражен, чем при положительной, а его аномальное проявление наблюдается лишь вопределенной области dU/dt.
Волну ионизации не удается зарегистрировать ни передпервым, ни перед вторым импульсом. В области минимальных задержек фиксируетсяпредпробойный ток.На рис.5.22 показаны наборы осциллограмм фронтов напряжений и токов в цепизаземленного анода для второго импульса. Кривые для удобства восприятия совмещены помоменту приложения напряжения, рядом отмечены значения соответствующих задержек.первыйимпульс2,0121,85мс6мс3мс1мс0,5мс1,6108мс98i, мА1,411<Ub1>Uт, кВ1,21,07650,840,630,4210,200,00,51,01,52,02,53,03,50,81,01,21,41,61,82,02,22,4t, мсt, мсРис.5.22 Осциллограммы напряжения на трубке и разрядного тока при различных задержках.dU/dt = 0,9∙106 В/с. Анод заземленМожно отметить лишь незначительный аномальный эффект памяти для напряженияпробоя, который в данном случае наблюдается в узком диапазоне задержек 4 – 6 мс.
Приэтом превышение над пробойным напряжением первого импульса не превосходит 200 В. Наразрядном токе для задержек от 0,5 до 4 мс фиксируется незначительный предпробойный92ток, который затухает и после примерно 0.6 мс паузы переходит в быстро нарастающийфронт.Такое поведение тока характерно для медленно растущих фронтов. Аномальныйэффект наблюдался в эксперименте также только для dU/dt<2∙106В/с. Если напряжениерастет в 4 раза быстрее, чем в представленном примере, то для малых задержек поведениеразрядного тока мало отличается от картины, полученной для заземленного катода(рис.5.14). На рис.5.23 приведены осциллограммы тока в цепи заземленного анода, снятыедля набора задержек с шагом 0,5мс, кроме последних кривых дляΔt = 8 и 15 мс,демонстрирующие постепенный выход сигнала на кривую для тока в первом импульсе.Отсутствие аномального эффекта в этом случае приводит к постепенному уходупредпробойной компоненты сигнала с ростом Δt, без перехода в скачок при некоторойзадержке.
Стоит заметить, что при заземленном аноде процесс снижения предпробойноготока затягивается. Даже при задержке 8 мс видно, что кривая нарастает медленнее, чем при15 мс.12111098i, мА76540.5мс8мс321мс11,5мс15мс00,50,60,70,8t, мсРис. 5.23. Осциллограммы фронтов тока в цепи заземленного анода, совмещенные наполовине высоты сигнала. dU/dt=3,6∙106В/сЗависимости динамического пробойного потенциала от задержки для скоростинарастания напряжения, меньшей 2∙106 В/с, представлены на рис.5.24. На всех графиках призадержках от 0,5 до 6 - 7 мс наблюдаются начальные колебания и максимум, превосходящийнапряжение зажигания первого разряда на 200 – 250 В.
После максимума кривые спадают до93некоторого минимального значения, после которого плавно выходят на уровень первогоимпульса. При увеличении крутизны фронта напряжения начальные колебания пробойногопотенциала снижаются. В общем, ход кривых напоминает ситуацию с заземленным катодомпри низких скоростях роста напряжения.При dU/dt>3∙106 В/с аномальный эффект не наблюдается (рис.5.25).
При всехзадержках кривые демонстрируют монотонный рост, скорость которого растет при переходеот малых к большим dU/dt. Область излома кривых при задержке ~10 мс, отвечаетаномальному эффекту памяти для меньших dU/dt.1,771,851,741,801,711,751,681,701,651,621,59Ub, кВUb, кВ1,65<Ub1>1,561,60<Ub1>1,551,501,531,451,501,401,471,351,44051015202530354045505560650702468101214161820t, мсt, мс(а)(б)1,91,8<Ub>Ub, кВ1,7Рис.5.24 Графики зависимости динамического напряжения пробоя от интервалавремени между импульсами при заземленноманоде.p =1 Торр, Rб=260 кОм, а) dU/dt= 0,9∙106,б)dU/dt= 1,3∙106, в) dU/dt= 1,9∙106 В/с.1,61,51,41,305101520253035404550t, мс(в)Из представленных графиков можно сделать следующий вывод. Если призаземленном катоде увеличение скорости роста напряжения приводит к более выраженномуэффекту памяти, то в случае заземленного анода наблюдается обратная картина.942,001,6<Ub1>1,951,90<Ub1>1,851,51,801,751,70Ub, кВUb, кВ1,651,601,551,501,41,31,451,401,21,351,301,251,11,20010203040506007010203040506070t, мсt, мс(а)(б)1,61,5<Ub1>Рис.5.25 Графики зависимости динамического напряжения пробоя от интервалавременимеждуимпульсамипризаземленном аноде.p =1Торр, Rб=260кОм, а) dU/dt= 3,6∙106,б)dU/dt= 4,8∙106, в) dU/dt= 7,0∙106В/с.Ub, кВ1,41,31,21,1010203040506070t, мс(в)1,50|<Ub1>|1,451,40|Ub2|, кВ1,351,301,251,201,151,101,0502468101214161820t, мсРис.5.26 Зависимость динамического напряжения пробоя от интервала времени междуимпульсами при пробое с «экспоненциальным» фронтом.
p =1Торр, Rб=260кОм,(dU/dt)0 = 140∙106 В/с. Анод заземлен95Увеличение крутизны пробойного импульса приводит к сглаживанию аномальногоэффекта, в результате наблюдается лишь нормальный эффект. По этой причине аномальныйэффект памяти не был обнаружен при исследовании импульсов с «экспоненциальным»фронтом. На рис.5.26 представлен график зависимости динамического пробойногонапряжения от задержки, полученный для «экспоненциального» фронта, имевшего вначальной точке быстроту нарастания 140∙106 В/с.
График демонстрирует нормальныйэффект памяти для всех точек5.5. Обсуждение результатов исследования эффекта памяти в азоте5.5.1. Вид зависимости Ub(dU/dt) (заземленный катод)Рассмотримвопросозависимостипотенциалапробояотскоростиростамежэлектродного напряжения. Как следует из полученных результатов, вид этойзависимости различный при разных периодах повторения импульсов. При редких импульсах(Т = 1 с, 10 с) Ub монотонно растет с увеличением dU/dt (рис.5.3). Подобная зависимостьнаблюдалась и в экспериментах по изучению пробоя в коротких промежутках. Так, в азотепри увеличении dU/dt от 1 до 100 В/с среднее значение Ub растет от 398 до 475 В [35].Причиной этого роста является наличие конечного времени запаздывания пробоя td, из-зачего пробой происходит не в момент tst достижения напряжением U статическогопробойного потенциала Us, а позднее, в среднем в момент tb = tst + td.
Чем больше dU/dt, темзаметнее Ub превышает Us. Если td не зависит от U, то, очевидно, Ub зависит от dU/dtлинейно. Начальный участок этой зависимости (dU/dt< 1.2∙106 В/c) на рис.5.3 действительноможно аппроксимировать прямой. Тогда экстраполяция этой прямой к dU/dt = 0 дает оценкустатического напряжения пробоя: Us ≈ (900 + 100) В. Отметим, что в массиве измеренныхвеличин Ub для условий рис.5.3 наименьшие их значения составляют как раз около 900 В.Это подтверждает адекватность полученной оценки Us.В области dU/dt > 1.2∙106 В/c Ub растет медленнее, чем линейно, что говорит опадающей зависимости td от U. Наличие такой зависимости установлено в работах поисследованию пробоя в коротких промежутках [35].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
