ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΚΚΕΝΩΣΗΣ ΣΕ ΜΙΚΡΑ ΔΙΑΚΕΝΑ

Abstract

THEORETICAL PREDICTIONS ARE GIVEN OF THE DEVELOPMENT OF THE BREAKDOWN MECHANISMS AND OF THE FORMATION OF CATHODE AND ANODE REGIONS IN SMALL GAPS AT HIGH (760 TORRS) AND LOW (50 TORRS) PRESSURE. THE APPLIED FIELD IS DETERMINED BY THE ELECTRODE GEOMETRY AND THE EVOLUTION OF POSITIVE AND NEGATIVE IONS AND ELECTRONS ISDESCRIBED BY ONE-DIMENSIONAL CONTINUITY EQUATION IN CONJUCTION WITH THE POISSON'S EQUATIONS WHICH ARE RESOLVED BY AN ACCURATE NUMERICAL METHOD. THE EFFECTS OF IONIZATION, RECOMBINATION, ATTACHMENT AND ION SECONDARY-ELECTRON EMISSION FROM THE CATHODE ARE ALL INCLUDED. THE RESULTS OBTAINED AGREE SATISFACTORILY WITH EXPERIMENTAL VALUES. THE MAIN MECHANISM OF BREAKDOWN IS THAT OF THE STREAMER AND THE FEATURES OF HIS FORMATION CAN BE UNDERSTOOD BY NOTING THAT ANY CHANGE IN THE ELECTRIC FIELD IN N2 AND IN ATMOSPHERIC AIR CAUSES ABRUPT CHANGES IN THE ELECTRON DENSITY DUE TO EITHER STRONG NET ATTACHMENT OR STRONG NETIONIZATION WHICH BALANCE AT THE CRITICAL ELECTRIC FIELD . IN THE STREAMER HEAD THE NET CHARGE ENHANCES THE FIELD AHEAD OF THE STREAMER AND DEPRESS THE FIELD BEHIND. WHEN THESTREAMER HEAD APPROACHES THE CAFHODE A CAFHODE FALL REGION IS FORMED IMMEDIATELY ADJACENT TO THE CATHODE FOLLOWED BY A DISTURBANCE IN THE ANODE FALL REGION ESPECIALLY SIGNIFICANT FOR THE ELECTRONEGATIVE GASES. THE LATTER PROPAGATES TOWARDS THE CATHODE WITH A SPEED LESS THAN THAT OF STEAMER PROPAGATION. THUS A SECONDARY STREAMER IS FORMATED.

ΑΝΑΠΤΥΣΣΟΝΤΑΙ ΘΕΩΡΗΤΙΚΕΣ ΑΠΟΨΕΙΣ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟΥΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ ΜΙΚΡΩΝ ΔΙΑΚΕΝΩΝ ΚΑΙ ΜΕ ΤΟΝ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ ΤΗΣ ΚΑΘΟΔΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΝΟΔΙΚΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΣΕΠΙΕΣΕΙΣ (750 ΚΑΙ 50 TORRS) ΣΕ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟ ΑΕΡΑ ΚΑΙ Ν2. ΤΟ ΕΠΙΒΑΛΛΟΜΕΝΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΚΑΘΟΡΙΖΕΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΩΝ ΚΑΙ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΘΕΤΙΚΩΝ, ΑΡΝΗΤΙΚΩΝ ΙΟΝΤΩΝ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΤΑΙ ΑΠΟ ΤΙΣ ΜΟΝΟΔΙΑΣΤΑΤΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΣΥΝΕΧΕΙΑΣ ΣΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΜΕ ΤΗΝ ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΟΥ POISSON ΟΙ ΟΠΟΙΕΣ ΕΠΙΛΥΟΝΤΑΙ ΜΕ ΜΙΑ ΚΑΤΑΛΛΗΛΗ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟ. Ο ΙΟΝΙΣΜΟΣ, Η ΕΠΑΝΑΣΥΝΔΕΣΗ Η ΠΡΟΣΑΡΤΗΣΗ ΚΑΙ ΤΑ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΣΤΗΝ ΚΑΘΟΔΟ ΛΑΜΒΑΝΟΝΤΑΙ ΥΠΟΨΗ ΣΤΗΝ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ. ΤΑ ΠΑΡΑΛΗΦΘΕΝΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΜΦΩΝΟΥΝ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΑ ΜΕ ΑΥΤΑ ΤΩΝ ΠΕΙΡΑΜΑΤΩΝ. Ο ΚΥΡΙΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΑΥΤΟΣ ΤΟΥ STREAMER ΚΑΙ ΟΙ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΚΑΤΑΝΟΟΥΝΤΑΙ ΠΑΡΑΤΗΡΩΝΤΑΣ ΟΤΙ ΟΠΟΙΑΔΗΠΟΤΕ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΟΥ ΠΕΔΙΟΥ (Ν2 ΚΑΙ ΑΕΡΑ) ΠΡΟΚΑΛΕΙ ΑΠΟΤΟΜΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΟΙ ΟΠΟΙΕΣ ΟΦΕΙΛΟΝΤΑΙ ΕΙΤΕ ΣΤΟΝ ΕΝΤΟΝΟ ΙΟΝΙΣΜΟ ΕΙΤΕ ΣΤΗΝ ΕΝΤΟΝΗ ΠΡΟΣΑΡΤΗΣΗ, ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΠΟΥ ΕΞΙΣΟΡΡΟΠΟΥΝΤΑΙ ΟΤΑΝ ΤΟ ΠΕΔΙΟ ΠΑΙΡΝΕΙ ΤΗΝ ΚΡΙΣΙΜΗ ΤΙΜΗ ΤΟΥ. ΣΤΗΝ ΚΕΦΑΛΗ ΤΟΥ STREAMER ΤΟ ΚΑΘΑΡΟ ΦΟΡΤΙΟ ΠΡΟΚΑΛΕΙ ΑΥΞΗΣΗ ΤΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΜΠΡΟΣΤΑ ΤΗΣ ΚΑΙ ΜΕΙΩΣΗ ΠΙΣΩ ΤΗΣ. ΟΤΑΝ Η ΚΕΦΑΛΗ ΤΟΥ STREAMER ΠΛΗΣΙΑΖΕΙ ΣΤΗΝ ΚΑΘΟΔΟ, ΣΧΗΜΑΤΙΖΕΤΑΙ ΑΜΕΣΑ Η ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ Η ΟΠΟΙΑ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙΤΑΙ ΑΠΟ ΜΙΑ ΔΙΑΤΑΡΑΧΗ ΤΗΣ ΑΝΟΔΙΚΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ. ΑΥΤΗ Η ΔΙΑΤΑΡΑΧΗ ΕΙΝΑΙ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΑΡΝΗΤΙΚΑ ΑΕΡΙΑ ΚΑΙ ΔΙΑΔΙΔΕΤΑΙ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΘΟΔΟ ΜΕ ΜΙΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΙΣΘΗΤΑ ΜΙΚΡΟΤΕΡΗ ΑΠ'ΑΥΤΗ ΤΟΥ STREAMER. ΜΕ ΑΥΤΟ ΤΟΝ ΤΡΟΠΟ ΣΧΗΜΑΤΙΣΘΗΚΕ Ο ΛΕΓΟΜΕΝΟΣ SECONDARY STREAMER.