Измерение параметров плазмы методом электрического зонда. Матюхин В.Д. - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

здесь
M
взято для воздуха, а
e
kT
e
e
=
θ
- электронная температура в эВ. Для
разряда в воздухе при давлении
Торр10
∝
получаем
эВ
e
5≈
θ
, и тогда
.
ВV
пл
20−≈
Приложим к зондам разность потенциалов
U и определим ток
I
, текущий
в зондовой цепи (рис.1).
Рис. 2. Распределение потенциалов вокруг зондов и токи на зонды (
01
=
−U ,
01 >
−
U )
Разность потенциалов распределиться между зондами так, что большая
часть
U
приходиться на более отрицательный зонд. При
e
U
θ
>
1
все электроны
практически отразятся от зонда 1, и на зонд пойдет только ионный ток. Зонд 2
примет отраженные от зонда 1 электроны, при этом его потенциал повысится
на
. С дальнейшим ростом потенциал второго зонда изменяться не будет
2
U
U
e
U
θ
⋅→ 2ln
2
50
. Это связано с неразрывностью тока в цепи: второй зонд не может
принять больше электронов, чем отражено от первого зонда. В области
насыщения зондовой характеристики внешнее напряжение
U
будет в основном
приложено к заряженному слою первого зонда (при
,
BU =
BU 47
1
=
,
).
BU 3
2
=
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕКТРОНОВ ИЗ ЗОНДОВОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
Уравнение зондовой характеристики получится из выражений для токов на
зонды:
e
i
U
ei
eIII
θ
−
−=
00
, 
                                         kTe
здесь   M   взято для воздуха, а θ e =       - электронная температура в эВ. Для
                                          e
разряда в воздухе при давлении ∝ 10Торр получаем θ e ≈ 5эВ , и тогда
Vпл ≈ −20 В .
     Приложим к зондам разность потенциалов U и определим ток I , текущий
в зондовой цепи (рис.1).




  Рис. 2. Распределение потенциалов вокруг зондов и токи на зонды ( 1 − U = 0 ,
                                  1−U > 0)

       Разность потенциалов распределиться между зондами так, что большая
часть U приходиться на более отрицательный зонд. При U 1 > θ e все электроны
практически отразятся от зонда 1, и на зонд пойдет только ионный ток. Зонд 2
примет отраженные от зонда 1 электроны, при этом его потенциал повысится
на U 2 . С дальнейшим ростом U потенциал второго зонда изменяться не будет
U 2 → ln 2 ⋅ θ e . Это связано с неразрывностью тока в цепи: второй зонд не может
принять больше электронов, чем отражено от первого зонда. В области
насыщения зондовой характеристики внешнее напряжение U будет в основном
приложено к заряженному слою первого зонда (при U = 50B , U 1 = 47 B ,
U 2 = 3B ).


  7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕКТРОНОВ ИЗ ЗОНДОВОЙ
                    ХАРАКТЕРИСТИКИ
    Уравнение зондовой характеристики получится из выражений для токов на
зонды:
                                                           Ui
                                                       −
                                                           θe
                                  I = I i 0 − I e0 e            ,

Страницы