Отже, ця щільність газу є найбільшою при даній інтенсивності іонізатора і заданій відстані l між електродами. Її називають щільністю струму насичення j нас .
Обчислимо j нас за таких умов:? n i =10 см - 3 · с - 1=10 7 м - 3 · с - 1 (приблизно така швидкість утворення іонів в атмосферному повітрі при звичайних умовах), < i align="justify"> l =0.1 м. Підстановка цих даних у формулу (2.11) дає
j нас =1.6 · 10 - 19 · 10 липня · 10 - 1 ~ 10 - 13 А / м 2 =10 - 17 А / см 2.
Цей розрахунок показує, що провідність повітря в звичайних умовах дуже мала. При проміжних значеннях Е відбувається плавний перехід від лінійної залежності j від Е до насиченню, після досягнення якого j перестає залежати від Е (суцільна крива на рис. 2.2).
Рис. 2.2
За областю насичення лежить область різкого зростання струму (штрихова лінія на рис. 2.2). Це зростання пояснюється тим, що, починаючи з деякого значення Е , породжувані зовнішнім іонізатором електрони встигають за час вільного пробігу придбати енергію, достатню для того, щоб, зіткнувшись з молекулою, викликати її іонізацію . Виниклі при іонізації вільні електрони, розігнавшись, в свою чергу викликають іонізацію. Таким чином, відбувається лавиноподібне розмноження первинних іонів, створених зовнішнім іонізатором, і посилення розрядного струму. Однак процес не втрачає характер несамостійного розряду, так як після припинення дії зовнішнього іонізатора розряд триває лише до тих пір, поки всі електрони (первинні та вторинні) не досягнуть анода (задня межа простору, в якому є іонізуючі частинки - електрони, переміщається до анода) . Для того щоб розряд став самостійним, необхідна наявність двох зустрічних лавин іонів, що можливо тільки в тому випадку, якщо іонізацію ударом здатні викликати носії обох знаків. Розглянемо процеси відбуваються при самостійному розряді.
Розглянемо межелектродное простір, виділимо в ньому стовп газу шириною dx , що знаходиться на відстані х від катода (рис. 2.3). Хай під дією зовнішнього фактора (електричного поля) і зовнішнього іонізатора утворюються шляхом електронного удару іони і електрони. Будемо вважати, ? - число пар іонів і електронів від дії одного електрона на одиницю довжини.
Рис. 2.3
Один електрон створює на проміжку dx ? dx пар іонів і електронів. Розрахуємо виникнення іонів в розглянутому просторі з урахуванням однорідності електричного поля.
. (2.12)
Враховуючи граничні умови на катоді ( х=0, n=n 0, c=n 0 ), отримаємо число пар електронів забезпечують освіту електронної лавини
(2.13)
Чим більше різниця потенціалів між ...
