Поведение материалов в электрическом поле. Королёв А.П - 70 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

70
зовых аналогий неправильно. Дело в том, что поведение электронов в
жидкости кардинально отличается от поведения электронов в газе. Моле-
кулы жидкости расположены столь близко друг другу, столь сильно взаи-
модействуют друг с другом, что электрон не может свободно двигаться и
ускоряться в электрическом поле. В жидкости, кроме особо чистых сжи-
женных благородных газов, свободные электроны не могут существовать.
При попадании свободных электронов в жидкость они сначала сольвати-
руются, затем прилипают к нейтральным молекулам, образуя тем самым
отрицательные ионы. Поэтому понятие длины свободного пробега для
жидкости невозможно ввести.
К настоящему времени не существует теории, позволяющей получать
оценки электрической прочности, исходя из физической картины пред-
пробивных явлений. Наиболее очевидной представляется гипотеза об
ударной ионизации электронами молекул жидкости. На основе этой гипо-
тезы разработан ряд моделей пробоя, позволяющих оценить электриче-
скую прочность простых углеводородных жидкостей и даже предсказать
характер изменения электрической прочности с разветвлением структуры
молекул. Например, в одной из моделей, разработанных для углеводоро-
дов, считается, что электроны при движении в жидкости взаимодействуют
с колебаниями связи С–С или С–Н. Энергия колебаний W
v
= hn ~10
–2
…10
–1
эВ много меньше, чем энергия ионизации W
i
~10 эВ. Если электрон наби-
рает энергию больше W
v
, то он может двигаться без потерь до достижения
энергии ионизации.
Появление моделей, связанных с зарождением в жидкости парогазо-
вой фазы, позволило объяснить на качественном уровне ряд зависимостей.
Критерии пробоя основаны на создании условий для появления пузырьков
за счёт кипения жидкости при протекании тока, либо за счёт кавитации
под действием электростатических или кулоновских сил. При действии
электрического поля на пузырьки, заранее существующие в жидкости, в
них возникают ионизационные процессы после достижения на их размере
определённого падения напряжения. После разряда поле в пузырьке
уменьшается вследствие экранирования осевшими зарядами внешнего
поля, что вызывает ослабление либо прекращение ионизационных про-
цессов. Действие электрического поля на осевший заряд приводит к дви-
жению стенки пузырька и его вытягиванию вдоль поля, а также к продви-
жению заряда вглубь жидкости со скоростью, определяемой подвижно-
стью носителей заряда. При этом возможны две ситуации: поддержание
разряда в виде «тлеющего разряда», либо прекращение разряда. В первом
случае на пузырьке поддерживается некоторое напряжение, во втором –
напряжение на пузырьке растёт, что ведёт к повторному частичному раз-

Страницы