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等离子清洗机中交变电场对气体放电有什么影响?

时间:2023-02-23 | 来源:佚名

等离子清洗机变化的电场中,电场频率和电极间距对放电会产生重要的影响,反应在表面处理效果上比较明显,具体是什么原理呢?今天我们来探讨一下:

等离子清洗机中交变电场对气体放电有什么影响?

图1 水平电极间距在40mm的放电

为了避免电场频率对放电的影响,必须使电极间带电粒子的四分之一周期内完全到达电极,以不形成间隙中的空间电荷;为此当给定电极间距时交变电场频率应受到的限制,否则放电过程将受到空间电荷的影响,先考虑极板间的正离子的运动,假定交变电场E=E0cosωt,K 为正离子的迁移率(迁移率=带电粒子速度/电场强度),经过计算得出对于给定的极间距离d,交变场最大的频率为:

max=K E0/2πd

如果频率确定,则极间相应距离为:

dmax=K E0/2π

这表明当d>dmax时,则当电场改变极性之前,正离子不能到达阴极消失。在临界状态,即半周期内,正离子来回通过间隙一次,则临界频率c是max的二倍。

c=K E0/πd

下2图表示正离子在电场频率max<

等离子清洗机中交变电场对气体放电有什么影响?

图2 正离子空间电荷运动示意图

a.ωt=0,电子崩中电子进人阳极,间隙中只剩下正离子,正离子以K E速度向

阴极移动。

b.ωt=π/6,正离子移动d/3的距离。

c.ωt=π/2,正离子移动2d/3的距离,这时电场为零。

d.ωt=5π/6,电场改变极性,正离子移动改变方向。

e.ωt=π,正离子到达阳极,新阴极产新电子崩。

f. ωt=7π/6,间隙中所有正离子消失了。

由此可见,根据空间电荷的影响可以有以下三种情况:

等离子清洗机中交变电场对气体放电有什么影响?

图3 交变电场电压和静态击穿电场之比

等离子清洗机在交变场情况下,击穿电压和气压的关系也与静态不同,巴邢定律在较高的频率下不再适用。目前,交变电场产生等离子体的方式在工业应用与研究中被广泛应用.。比如大气压低温等离子体放电用中频电源、低气压射频电源以及微波源等等。

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