Лабораторная работа № 2 изучение спектрального состава излучения и

ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНОГО РАЗРЯДА.

Цель работы: изучить электрическую схему питания импульсных газоразрядных ламп; провести измерение спектрально-кинетических параметров импульсного разряда; изучить и освоить способы управления параметрами импульсного разряда; изучить зависимость спектрально-кинетических параметроа импульсного разряда от мощности.

Введение

Электрические разряды (токи) в газах делятся на две большие группы в соответствии с механизмом пробоя. Разряды низкого давления (рd до 200 мм. рт. ст. см, где р- давление газа, d- расстояние между электродами), обусловленные механизмом Таунсенда-Роговского (развитие электронных лавин) и высокого давления (рd свыше 200 мм.рт.ст.см), обусловленные стримерным механизмом пробоя.

Пробой газа при давлениях, близких к атмосферному, охватывает широкий класс переходных процессов электрического разряда в газах. В зависимости от длины разрядного промежутка, давления газа и величины и длительности и формы напряжения питания формы пробое подразделяются на несколько типов:

- пробой типа А - пробой при малых превышениях статического пробивного напряжения и небольших искровых промежутках между электродами (пробивное напряжение до сотен киловольт), слабой неоднородности поля и внешней ионизации (так называемый короткий статический пробой);

- пробой типа В - статический пробой длинных разрядных промежутков (типа молнии) с неоднородным распределением электрического поля;

- пробой типа С - импульсный пробой (пробой в результате кратковременного приложения к газоразрядному промежутку импульса напряжения, намного превышающего значение напряжения статического пробоя);

- пробой типа Д - высокочастотный электрический пробой с частотой колебания паряжения сопоставимым с частотой столкновения частиц газа;

- пробой типа Е - пробой при интенсивной ионизации газоразрядного промежутка вспомогательным источником импульсного высокого напряжения.

Пробои типа А, В, С характеризуются в зависимости от длины разрядного промежутка и давления газа разными механизмами возникновения токопроводящего канала от механизма Таунсенда-Роговского до стримерного с промежуточными стадиями формирования мощных элек-тронных лавин, переходящих в стример. Время формирования разряда изменяется от 10^-5 до 10^-8 секунды.

В ипульсных источниках света используется в основном пробой типа Е, основанного на использовании соединенного с накопительным конденсатором искрового промежутка (конденсированная искра). Сильноточный разряд между основными токоведущими электродами формируется с помощью тонкого вспомогательного канала пробоя, создаваемо-го импульсом высокого (~10-30 кВ) напряжения от вспомогательного маломощного источника (обычно импульсного трансформатора).

Импульсная лампа представляет собой стеклянную (или кварцевую) трубку большой длины и относительно малого диаметра. При подаче импульсного напряжения вспомогательный канал обычно проходит по внутренней поверхности трубки. Благодаря включению участка поверхностного пробоя, основанного на взаимодействии с статическими зарядами на стенках, существенно снижается напряжение вспомогательного импульса, требуемое для перекрытия большого расстояния между основными электродами (см. рис. 1). Ввиду малой мощности и кратковременности вспомогательного импульса высокого напряжения вспомогательный пробой сам по себе не приводит газовый промежуток импульсной лампы (ИЛ) в состояние высокой проводимости. Поскольку под “пробоем” понимается переход газового промежутка в состояние с высокой проводимостью, то этот процесс включает кроме вспомогательного канала и формирование в ИЛ основного сильноточного разряда. Таким образом, после вспомогательного разряда происходит резкое возрастание тока в цепи, питаемой основным источником питания. Именно этот основной пробой и является пробоем типа Е.