В работе проводились также зондовые характеристики, позволяющие определить температуру электронов и концентрацию заряженных частиц. Для этого разрядная трубка включалась по схеме (11):
Достоинством метода является возможность проведения локальных измерений и сравнительная простота необходимого оборудования. К недостаткам можно отнести сложность теории и, как следствие, большую погрешность измерений и трудность ее оценки.
К зонду прикладывался отрицательный по отношению к аноду потенциал. С помощью вольтметра и микроамперметра поточечно снимается вольтамперная характеристика зонда. По графику определяется плавающий потенциал, отвечающий условию . В нашем случае он равен 8.8 В. На участке с ионный ток не вносит значительного вклада в суммарный ток на зонд. Эта часть вольтамперной характеристики строится в полулогарифмическом масштабе.
Рис. 12 Экспериментальная зондовая характеристика
Рис. 13 Полулогарифмическая зондовая характеристика
Из (24) имеем
(26)
При наличии в плазме максвелловского распределения на полулогарифмическом графике обнаруживается линейный участок тангенс угла наклона этого участка, равен . Отсюда определяется электронная температура:
(27)
В знаменателе этой дроби стоит угловой коэффициент, определяемый следующим образом: на линейном участке логарифмической зондовой характеристики выбирается малый интервал и отвечающий ему интервал . Их отношение равно тангенсу угла наклона линейного участка кривой.
Формулу (27) можно переписать в виде
(28)
В (28) ток выражен в амперах, напряжение в вольтах, а температура в градусах Кельвина.
Найденная таким методом электронная температура в нашем эксперименте оказалась равна 16800 К.
Подвижность положительных ионов в неоне при давлении 0.1 мм рт. ст.
Концентрация положительных ионов определялась по формуле:
, (29)
Где - ток на катод (в нашем случае ), е – заряд электрона, - напряженность поля около катода, - подвижность положительных ионов.
Отсюда находим концентрацию:
Параметр | Значение |
Напряжение зажигания аргона при частотах (1 МГц, 2 МГц, 4 МГц), В | 250 – 750; 220 – 720; 150 – 2300 |
Напряжение зажигания воздуха при частотах (1 МГц, 2 МГц, 4 МГц), В | 300 – 2300; 225 – 725; 180 – 1800 |
Напряжение потухания аргона при частотах (1 МГц, 2 МГц, 4 МГц), В | 200 – 700; 150 – 600; 100 – 500 |
Напряжение потухания воздуха при частотах (1 МГц, 2 МГц, 4 МГц), В | 200 – 1500; 150 – 500; 100 – 1000 |
Напряжение горения аргона при частотах (1 МГц, 2 МГц, 4 МГц), В | 1500–2000 |
Напряжение горения воздуха при частотах (1 МГц, 2 МГц, 4 МГц), В | 1500–1800, |
Электронная температура, К | 16800 |
Ток горения, | 60 |
Подвижность положительных ионов, | 15200 |
Концентрация положительных ионов, |
Дата: 2019-12-10, просмотров: 209.