THS4221DGKRG4触点间的放电现象,触点在开断电路和关合电路的过程中,都会有放电现象发生。但是与前面所讨论过的固定电极间的放电现象有所不同,开关电器的触点在开断电路时,间隙中所发生的放电现象不一定都经过间隙击穿的过程。

当触点开始分离之前,加在触点上的压力逐渐下降,使接触电阻逐渐上升,由此会使触点的温升不断提高。当温度上升到金属熔点之后,触点金属发生局部熔化。随着触点的分离,熔化的金属桥接在两触点之间,成为电流的通道,这种物理现象叫做金属液桥,简称液桥。

液桥存在的时间很短暂,它或者由于局部温度上升达到汽化温度而折断,或者由于触点的运动而被机械拉断。

在液桥断裂的瞬间,根据触点控制的电路的条件不同,可能出现几种情况:

对于直流电路,若被开断电路的电流f大于触点的燃弧电流rrh,开断后加在触点间隙上的电压σ大于触点的燃弧电压,则在触点间隙中直接生成电弧。不同触点材料时的燃弧电流Frh和燃弧电压列于表2-8中。

表2-8 不同材料在不同介质条件下的直流燃弧电流几h和燃弧电压Gh的数值当开断交流电路时也有类似情况,但产生电弧的最小电流随电压不同而变化,其数据列于表2-9中。

式中 电子电荷,召=1.6×10ˉ19(C);

Uy―游离电位(V)。

所以,通常为了方便,游离能的数值直接以游离电位的数值表示,而将其单位改用电子伏(eV)。所谓一个电子伏即一个电子在真空中经过1V电位差所获得的动能。例如,氢的游离能为13.54 eV,就表示氢的游离能Wy=13,54×1,6×10ˉ19J。

显然,游离的气体中含有带电粒子一电子和正离子,因此它能导电。但是气体中含有的带电粒子多少不同,气体的导电能力也就不一样,通常用游离度表示气体导电的程度。

所谓游离度是指在气体的总粒子中所含有带电粒子的比例。带电粒子含量越多,气体的游离度也越高,气体的电导率越大。

如果外界作用于原子的能量不够大,使得在正常轨道上运转的电子吸收这些能量以后,不能脱离原子核引力范围,只能使电子跳到较外层的轨道上,从而增加了原子的内能,这种现象称为激励。激励所需的能量称为激励能,它的单位也以eV表示。一个原子可以有几个激励能,它们分别对应于不同的外层轨道。

已被激励的中性粒子比较容易游离,因为这时所需的游离能少于正常中性粒子所需的游离能,减少的数值即等于该元素的激励能。这种经过激励状态再游离的现象叫做分级游离。激励是一种不稳定的状态,大多数被激励的中性粒子能以光量子的形式释放掉能量,自动地返回到正常状态。中性粒子处于激励状态的时间一般低于10ˉ9~10ˉs。

游离方式,按带电粒子的来源分为两大类:表面发射和空间游离。

电极表面在某些情况下能够发射电子进入极间气体,这叫表面发射。按照发射电子的原因,它又可分为下列几种:

热电子发射―当金属表面温度升高时,其表面的自由电子可能获得足够高的动能,使其有可能越过金属表面的位垒而逸出金属,这种现象叫做热电子发射(也可称热发射)。一个电子逸出金属所需的能量称之为逸出功″yc’单位也是eV(电子伏)。

强场发射―当金属表面存在较高的电场强度(大于106V/cm)时,金属表面位垒的厚度将减小,以致自由电子有可能在常温下穿过位垒而逸出金属(即所谓隧道效应),这种现象称为强场发射(也称为高电场发射、场致发射或冷发射等)。

光发射―各种光线(红外线、可见光、紫外线以及其他射线)照射到金属表面时,也可能起跑子从金属表面逸出.这种现象称为光发射。

光的波长越短,引起发射的作用越强,并且电子从金属表面逸出的速度越高。波长较长的光量子,其能量不足以直接造成电子发射,但它们可以被金属吸收,使自由电子运动加速,其中最快者就更容易逸出金属。

二次电子发射―在电场作用下,正离子以很高的速度撞击阴极,或者电子以很高的速度,可能使金属表面发射电子,这种现象称为二次电子发射。如果带电粒子的动能很大(例如在高度真空的强电场电极之间),一个带电粒子甚至能撞出一个以上的电子。在气压较高的放电间隙中,通常阴极表面附近电场强度较高,所以阴极表面二次电子发射作用较强,在气体放电过程中起着重要的作用。

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