zxtp4003zta阶段oa段所以呈现r随[了上升而上升的现象,是因为此时电压过低,间隙中电场强度过小,外加游离因素产生的带电粒子不能全部到达电极。

间隙的击穿 自持放电,当间隙上的电压上升到图2-25所示曲线上的b点之后,放电现象发生一个突变。如果图2-24所示的线路中的电阻r不是具有十分巨大的电阻值,则放电电流可以在一刹那之间(us的数量级)增加几十亿倍以上,这种现象叫做间隙的击穿。对应于b点的间隙电压叫做击穿电压utic。

                                                          

发生间隙击穿的原因是因为电压超过b点以后,电极1和2之间的电场强度已足够高,其中的电子在电场的加速作用下,已能产生电场游离。由电场游离所产生的正离子,也在电场作用下向阴极加速运动,并在到达阴极附近时加强阴极表面的电场和最后轰击阴,气体放电间隙的伏安特性极,使阴极产生高电场发射和二次电子发射。这些发射所产生的电子进入气体间隙,再继续进行电场游离。如此往复循环,间隙中的电子数和正离子数就会雪崩式地增加,使电流急剧上升,最后稳定在由电源电势e和电路电阻r所决定的电流值上。

间隙击穿后,由电场游离和二次电子发射所产生的带电粒子数,远远超过击穿前由外部因素引起的带电粒子数。因此,这时的放电过程已完全不受外界因素的影响,间隙一旦被击穿,放电过程完全可以自己维持,所以b点以后的放电统称为自持放电。

试验证明,间隙的击穿电压gc主要决定于气体压力夕和间隙距离'两者的乘积,即uic=r(uz)。图2-26所示的是铜电极在空气中的击穿电压rrjc对(ui)的试验曲线(实线)和理论计算曲线(虚线)。这样的曲线叫做巴申曲线,从图上可以看到:

除u值甚小以外,两者是相当接近的;

当uj大于某一值时,uc随夕j的增大而增大,当ui小于此值时,jic随uj的减小而增大,这就说明增高间隙中气体的压力或将间隙放在高度真空中,都可以提高间隙的击穿电压;

存在着一最小击穿电压rrjemin。对空气来说jcnin≈327v;而对氢气gcmin≈220v。

击穿电压有最小值可从物理意义上进行解释。假如固定极间距离而改变气压夕,那么,因为气体粒子的平均自由行程与气压成反比,气压降低时平均自由行程将增大。这样就会出现两方面的情况:一方面,电子每次碰撞的动能增加,提高了电场游离的几率;另一方面,电子走过单位距离的碰撞次数减少。当前一种情况占优势时,击穿电压随夕的减小而减小(如图2-26中t7jcmin右边的情况);当后一种情况占优势时,必须提高电场强度以更多地增加每次碰撞发生游离的几率。所以,击穿电压随p的减小而增加(如图2-26中gcnlin左边的情况)。假如固定气压夕而改变极间距离,那么当太大时,必须提高电压才能维持足够的电场强度以产生电场游离;当j太小时,由于电子走过极间距离时碰撞次数太少,必须更加提高极间电场强度,以增加每次碰撞的游离几率来补偿,因而击穿电压也提电弧的物理特性触点间的放电现象,触点在开断电路和关合电路的过程中,都会有放电现象发生。但是与前面所讨论过的固定电极间的放电现象有所不同,开关电器的触点在开断电路时,间隙中所发生的放电现象不一定都经过间隙击穿的过程。

当触点开始分离之前,加在触点上的压力逐渐下降,使接触电阻逐渐上升,由此会使触点的温升不断提高。当温度上升到金属熔点之后,触点金属发生局部熔化。随着触点的分离,熔化的金属桥接在两触点之间,成为电流的通道,这种物理现象叫做金属液桥,简称液桥。

液桥存在的时间很短暂,它或者由于局部温度上升达到汽化温度而折断,或者由于触点的运动而被机械拉断。

在液桥断裂的瞬间,根据触点控制的电路的条件不同,可能出现几种情况:

对于直流电路,若被开断电路的电流f大于触点的燃弧电流rrh,开断后加在触点间隙上的电压σ大于触点的燃弧电压叽h,则在触点间隙中直接生成电弧。不同触点材料时的燃弧电流frh和燃弧电压urb列于表2-8中,不同材料在不同介质条件下的直流燃弧电流几h和燃弧电压gh的数值,当开断交流电路时也有类似情况,但产生电弧的最小电流随电压不同而变化,其数据列于表2-9中。

                                  

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