Время запаздывания разряда

Судьба свободных электронов, образующихся у катода, может быть различной. Электрон может прилипнуть к атому с образованием отрицательного иона; некоторые электроны снова возвращаются на катод или выходят за пределы сильного поля, так и не совершив ни акта ионизации. Поэтому статистическое время запаздывания связано с ожиданием не любого свободного электрона, а эффективного электрона, т.е. такого, который образует начальную лавину.

Время ожидания эффективного электрона от разряда к разряду изменяется, поэтому целесообразно ввести понятие о среднем времени статистического запаздывания. Пределы отклонения действительных величин от средней определяются главным образом экспериментально в коротких промежутках с однородным полем, где время формирования разряда мало и время запаздывания практически равно времени ожидания первого эффективного электрона.

Среднее статистическое время запаздывание зависит от многих факторов - интенсивности внешнего ионизатора, материала катода и состояния его поверхности, напряжения между электродами.

Увеличение напряжения между электродами приводит к уменьшению времени запаздывания, так как при этом уменьшается вероятность присоединения электронов, покидающих область сильного поля, не совершив ни одного акта ионизации; иными словами, всё большая доля освобождаемых с катода электронов делается эффективными. Если внешний ионизатор в среднем освобождает каждую секунду n электронов с катода, то средний интервал времени между появлением двух последующих свободных электронов равен 1/n. К этой величине и должно стремиться статистическое время запаздывания при сильном возрастании напряжения между электродами. Экспериментальная зависимость статистического времени запаздывания от напряжения иллюстрируется кривыми рис. 2.4. Из кривых следует, что статистическое время запаздывания при напряжении, приближающемся к U₀, сильно возрастает и при очень слабой интенсивности внешней ионизации может достигать десятков микросекунд. Однако, даже небольшое усиление внешней ионизации приводит к значительному уменьшению статистического времени запаздывания.

Рис. 2.4. Зависимость среднего статистического времени запаздывания от отношения приложенного напряжения U к начальному напряжению U_0.

Так как обе составляющие времени запаздывания разряда в сильной мере зависят от приложенного напряжения, полное время разряда при разных напряжениях должно быть различным. Зависимость времени разряда от амплитуды приложенного напряжения называется вольт-секундной характеристикой искрового промежутка (рис. 2.5).

Рис.2.5. Примерная форма вольт-секундной характеристики для резко неоднородного (S₁) и слабо неоднородного (S₂) полей.