教學(xué)參考：自持放電、電暈放電、輝光放電、電弧放電的區(qū)別

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1、自持放電:不依賴外界電離條件，僅由外施電壓作用即可維持的一種氣體放電。這是按照氣體放電形成條件來區(qū)分的一種氣體放電類型，與它并列的是非自持放電。氣體放電的形成需要具備兩個(gè)基本條件，一是外施電壓，它使電極間隙的空間范圍內(nèi)呈現(xiàn)一定強(qiáng)度的電場；二是外界電離因素，它在電極間隙中形成初始帶電粒子。外界電離因素有多種方式，例如，天然輻射或人工光源照射會(huì)使空間出現(xiàn)帶電粒子。當(dāng)外加電壓較低時(shí)，只有由外界電離因素所造成的帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)而形成氣體放電電流，一旦外界電離作用停止，氣體放電現(xiàn)象即隨之中斷，這種放電稱為非自持放電。當(dāng)外加電壓逐漸升高后，氣體中的放電過程發(fā)生轉(zhuǎn)變，此時(shí)若去掉外界激離因素,放電仍繼續(xù)發(fā)

2、展,成為自持放電。通常所研究的各種氣體放電形式如輝光放電、電暈放電、火花放電、電弧放電等都屬于自持放電。形成自持放電的條件可根據(jù)湯森理論來確定。輝光放電???????稀薄氣體中的自激導(dǎo)電現(xiàn)象。其物理機(jī)制是：放電管兩極的電壓加大到一定值時(shí)，稀薄氣體中的殘余正離子被電場加速，獲得足夠大的動(dòng)能去撞擊陰極，產(chǎn)生二次電子，經(jīng)簇射過程形成大量帶電粒子，使氣體導(dǎo)電。輝光放電的特點(diǎn)是電流密度小，溫度不高，放電管內(nèi)產(chǎn)生明暗光區(qū)，管內(nèi)的氣體不同，輝光的顏色也不同。正常輝光放電時(shí)，放電管極間電壓不隨電流變化。輝光放電的發(fā)光效應(yīng)被用于制造霓虹燈、熒光燈等光源，利用其穩(wěn)壓特性可制成穩(wěn)壓管（如氖穩(wěn)壓管）?！　怏w在低氣壓

3、狀態(tài)下的一種自持放電。對(duì)玻璃圓柱狀放電管兩端施加電壓，當(dāng)壓力處于1～0.1托的范圍時(shí)，由陰極逸出的電子在氣體中發(fā)生碰撞電離和光電離，此時(shí)放電管的大部分區(qū)域都呈現(xiàn)彌漫的光輝，其顏色因氣體而異，故稱輝光放電。輝光放電與暗放電和電弧放電共同組成可連續(xù)變化的3種基本放電形式。?　　1831~1835年,M.法拉第在研究低氣壓放電時(shí)發(fā)現(xiàn)輝光放電現(xiàn)象和法拉第暗區(qū)。1858年,J.普呂克爾在1/100托下研究輝光放電時(shí)發(fā)現(xiàn)了陰極射線，成為19世紀(jì)末粒子輻射和原子物理研究的先軀。?　　輝光放電有亞正常輝光和反常輝光兩個(gè)過渡階段，放電的整個(gè)通道由不同亮度的區(qū)間組成，即由陰極表面開始，依次為：①阿斯通暗區(qū)；②陰極

4、光層；③陰極暗區(qū)(克魯克斯暗區(qū))；④負(fù)輝光區(qū)；⑤法拉第暗區(qū)；⑥正柱區(qū);⑦陽極暗區(qū);⑧陽極光層。其中以負(fù)輝光區(qū)、法拉第暗區(qū)和正柱區(qū)為主體。這些光區(qū)是空間電離過程及電荷分布所造成的結(jié)果，與氣體類別、氣體壓力、電極材料等因素有關(guān)，這些都可以從放電理論上作出解釋。輝光放電時(shí)，在兩個(gè)電極附近聚集了較多的異號(hào)空間電荷，因而形成明顯的電位降落，分別稱為陰極壓降和陽極壓降。陰極壓降又是電極間電位降落的主要成分，在正常輝光放電時(shí)，兩極間的電壓不隨電流變化，即具有穩(wěn)壓的特性。?　　輝光放電的主要應(yīng)用是：①利用它的發(fā)光效應(yīng)（如霓虹燈）和正常輝光放電的穩(wěn)壓特性(如氖穩(wěn)壓管)。②利用輝光放電的正柱區(qū)產(chǎn)生激光的特性，制做

5、氦氖激光器。電暈放電(coronadischarge)氣體介質(zhì)在不均勻電場中的局部自持放電。是最常見的一種氣體放電形式。在曲率半徑很大的尖端電極附近，由于局部電場強(qiáng)度超過氣體的電離場強(qiáng)，使氣體發(fā)生電離和激勵(lì)，因而出現(xiàn)電暈放電。發(fā)生電暈時(shí)在電極周圍可以看到光亮，并伴有咝咝聲。電暈放電可以是相對(duì)穩(wěn)定的放電形式，也可以是不均勻電場間隙擊穿過程中的早期發(fā)展階段。?　　電暈放電的形成機(jī)制因尖端電極的極性不同而有區(qū)別，這主要是由于電暈放電時(shí)空間電荷的積累和分布狀況不同所造成的。在直流電壓作用下，負(fù)極性電暈或正極性電暈均在尖端電極附近聚集起空間電荷。在負(fù)極性電暈中，當(dāng)電子引起碰撞電離后，電子被驅(qū)往遠(yuǎn)離尖端電

6、極的空間,并形成負(fù)離子,在靠近電極表面則聚集起正離子。電場繼續(xù)加強(qiáng)時(shí)，正離子被吸進(jìn)電極，此時(shí)出現(xiàn)一脈沖電暈電流，負(fù)離子則擴(kuò)散到間隙空間。此后又重復(fù)開始下一個(gè)電離及帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程。如此循環(huán)，以致出現(xiàn)許多脈沖形式的電暈電流。電暈電流這一現(xiàn)象是G.W.特里切爾于1938年發(fā)現(xiàn)的，稱為特里切爾脈沖。若電壓繼續(xù)升高,電暈電流的脈沖頻率增加、幅值增大,轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)輝光放電。電壓再升高，出現(xiàn)負(fù)流注放電（見流注理論），因其形狀又稱羽狀放電或稱刷狀放電。當(dāng)負(fù)流注放電得以繼續(xù)發(fā)展到對(duì)面電極時(shí)，即導(dǎo)致火花放電，使整個(gè)間隙擊穿。正極性電暈在尖端電極附近也分布著正離子，但不斷被推斥向間隙空間，而電子則被吸進(jìn)電極,同樣形成

7、重復(fù)脈沖式電暈電流。電壓繼續(xù)升高時(shí),出現(xiàn)流注放電，并可導(dǎo)致間隙擊穿。?　　工頻交流電暈在正、負(fù)半周內(nèi)其放電過程與直流正、負(fù)電暈基本相同。工頻電暈電流與電壓同相，反映出電暈功率損耗。工程應(yīng)用中還常以外施電壓與電暈電荷量的關(guān)系表示電暈特性，稱為電暈的伏庫特性。?　　架空輸電線路導(dǎo)線電暈起始電場強(qiáng)度Es可由皮克公式計(jì)算：（千伏／厘米）式中δ為空氣相對(duì)密度，m為絞線系數(shù),R為導(dǎo)線半徑（厘米）。當(dāng)δ=1、m