第三節自持放電條件自持放電的形成自持放電的條件自持放電的物理含義如上節圖1-3所示，當氣隙電壓大于時，電流隨電壓的增大不再遵循的規律，而是更快一些，這時又出現了促進放電的新因素，這就是受正離子的影響。在電場作用下，正離子向陰極運動，由于它的平均自由行程長度較短，不易積累動能，所以很難使氣體分子發生碰撞電離。但當正離子撞擊陰極表面時卻有可能引起表面電離而拉出電子，部分電子和正離子復合，其余部分則向著陽極運動和形成新的電子崩。二自持放電的條件由自持放電的概念出發，可推出當滿足以下條件時，會發生自持放電：(1-8)：一個正離子撞擊到陰極表面時產生出來的二次電子數：電子碰撞電離系數：兩極板距離三自持放電的物理含義如果它等于1，就意味著那個初始電子有一個后繼電子，放電得以自持。一個電子從陰極到陽極途中因電子崩而造成的正離子數為：正離子在陰極造成的二次自由電子數為：如果自持放電條件滿足時，會形成下圖的閉環部分：湯遜理論1.3.2.自持放電電流隨外施電壓的提高而增大，因為帶電質點向電極運動的速度加快復合率減小電流飽和，帶電質點全部進入電極，電流僅取決于外電離因素的強弱（良好的絕緣狀態）電流開始增大，由于電子碰撞電離引起的電流急劇上升放電過程進入了一個新的階段（擊穿）外施電壓小于U0時的放電是非自持放電。電壓到達U0后，電流劇增，間隙中電離過程只靠外施電壓已能維持，不再需要外電離因素。自持放電起始電壓小結當除去外界電離因子的作用，放電不會停止，此時即為自持放電；自持放電是由初始電子崩中的正離子撞擊陰極表面產生多余電子形成的；自持放電的條件為：（本節完）電子碰撞電離－α正離子碰撞電離－β

氣體放電發展過程碰撞電離光電離熱電離空間電離表面電離負離子的形成－η正離子碰撞陰極－γ光電效應強場發射熱電子發射電場作用下氣體中帶電質點的定向運動帶電質點的擴散帶電質點的復合1.1帶電質點產生1.2帶電質點消失均勻電場中幾種氣體擊穿電壓Ub與pd的關系巴申曲線表明，改變極間距離d的同時，也相應改變氣壓p而使pd的乘積不變，則極間距離不等的氣隙擊穿電壓卻彼此相等。1.4起始電壓和氣壓的關系巴申定律由巴申曲線可知，當極間距離d不變時提高氣壓或降低氣壓到真空，都可以提高氣隙的擊穿電壓，這一概念具有十分重要的實用意義。高氣壓、高真空都可以提高擊穿電壓，工程上已得到廣泛應用（如：壓縮空氣開關、真空開關等）巴申定律1.5氣體放電的流注理論3.2.1空間電荷對電場的畸變3.2.2高氣壓下均勻電場自持放電的流注理論3.2.3流注理論對放電現象的解釋流注理論湯遜放電理論所討論的是低氣壓、短氣隙的情況，但在高氣壓（101.3kPa或更高）、長氣隙的情況[pd>>26.66kPa·cm]，湯遜理論將不適用。以自然界的雷電為例，它發生在兩塊雷云之間或雷云與大地之間，這時不存在金屬陰極，因而與陰極上的γ過程和二次電子發射根本無關。氣體放電流注理論以實驗為基礎，它考慮了高氣壓、長氣隙情況下不容忽視的若干因素對氣體放電的影響，主要有以下兩方面空間電荷對原有電場的影響空間光電離的作用1.5.1空間電荷對電場的畸變電子崩頭部聚集大部分正離子和全部電子，產生了電場畸變；

在電場很小的區域，電子和離子濃度最大，有利于完成復合；

強烈的復合輻射出許多光子，成為引發新的空間光電離輻射源。（一）空間電荷對原有電場的影響如圖所示：如果這時產生的光子位于崩頭前方和崩尾附近的強場強區，則造成的二次電子崩將以更大的電離強度向陽極發展或匯入崩尾的正離子群中。這些電離強度和發展速度遠大于初始電子崩的二次電子崩不斷匯入初崩通道的過程稱為流注流注形成過程示意圖1.5.2高氣壓下均勻電場自持放電的流注理論起始電子發生碰撞電離形成初始電子崩；初崩發展到陽極，正離子作為空間電荷畸變原電場，加強正離子與陰極間電場，放射出大量光子；光電離產生二次電子，在加強的局部電場作用下形成二次崩；（三）流注的形成和發展示意圖d)二次崩電子與正空間電荷匯合成流注通道，其端部又有二次崩留下的正電荷，加強局部電場產生新電子崩使其發展；e)流注頭部電離迅速發展，放射出大量光子，引起空間光電離，流注前方出現新的二次崩，延長流注通道；f)流注通道貫通，氣隙擊穿1.5.2高氣壓下均勻電場自持放電的流注理論均勻電場氣隙中的流注放電E負極正極均勻電場氣隙中的流注放電初始電子崩空間電荷光電離二次電子崩注入初崩空間電荷作用？流注自持1.3.1均勻電場氣隙中的流注放電E負極正極正流注：由正極向負極發展的流注放電過程。發展速度：3-4×10e6m/s（四）流注條件 形成流注的必要條件是：電子崩發展到足夠的程度后，電子崩中的空間電荷足以使原電場明顯畸變，大大加強電子崩崩頭和崩尾處的電場；電子崩中電荷密度很大，所以復合頻繁，放射出的光子在這部分很強，電場區很容易成為引發新的空間光電離的輻射源，二次電子主要來源于空間光電離；氣隙中一旦形成流注，放電就可由空間光電離自行維持。流注自持放電條件：或初崩頭部電子數要達到108時，放電才能轉為自持，出現流注。1.5.3流注理論對放電現象的解釋放電時間 二次崩的起始電子是光子形成的，而光子以光速傳播，所以流注發展非常快。放電外形 二次崩的發展具有不同的方位，所以流注的推進不可能均勻，而且具有分支。陰極材料 大氣條件下的氣體放電不依賴陰極表面電離，而是靠空間光電離產生電子維持，因此與陰極材料無關。小結1.湯遜理論只適用于pd值較小的范圍，流注理論只適用于pd值較大的范圍，二者過渡值為pd=26.66kPa·cm；(1)湯遜理論的基本觀點： 電子碰撞電離是氣體放電時電流倍增的主要過程，而陰極表面的電子發射是維持放電的必要條件。(2)流注理論的基本觀點：以湯遜理論的碰撞電離為基礎，強調空間電荷對電場的畸變作用，著重于用氣體空間光電離來解釋氣體放電通道的發展過程；放電從起始到擊穿并非碰撞電離連續量變的過程，當初始電子崩中離子數達108以上時，引起空間光電離質變，電子崩匯合成流注；流注一旦形成，放電轉入自持。小結引起氣體放電的外部原因有兩個，其