61
2.2.
Bir jinsli va bir jinsli bo’magan elektr maydonlar uchun Pashen qonuni
va razryadlanish vaqti
Razryadlanish 50 Gts bilan o’zgaruvchan kuchlanishning yarim davridan
ancha kichik bo’lgan vaqt ichida rivojlanadi, shuning uchun havo oralig’ining
razryadlanish kuchlanishi o’zgarmas va o’zgaruvchan kuchlanishlarda deyarli bir
xil bo’ladi.
Strimer nazariyasi asosida
L = X
kr
bo’lganda
minimal razryadlanish
kuchlanishida razryadning rivojlanishini sifat jixatdan qaraymiz. Tashqi ionizator
ta’sirida katoddan bitta erkin samarali elektron urib chiqarilgan bo’lsin. Anod
tomon yo’nalgan elektronlar ko’chkisi paydo bo’ladi. Oraliqdagi elektr maydoni
buziladi va ko’chkining frontida kuchayadi va musbat ionlar ta’siri natijasida
katodda ko’chkining izi elektronlar ko’chkisi tomonidan kuchsizlanadi. Ko’chki
o’sadi va uning frontida elektr maydon kuchlanganligi yanada kuchayadi. Natijada
gazlarda fotoionlanishning rivojlanishiga imkoniyat tug’iladi.
Elektrodlar oralig’iga qo’yilgan kuchlanish oraliqni teshish uchun kerak
bo’lgan minimal kuchlanishdan ortiqroq bo’lgan qiymatida ko’chkining kritik
uzunligi elektrodlar oralig’ining uzunligidan ancha kichik bo’ladi.
Bu holda
strimerning katod tomonidan rivojlanishiga imkon tug’iladi.
Razryadlanish kuchlanishi qiymatining elektrodlar oralig’i uzunligiga va
gazning bosimiga bog’liqligini razryadning mustaqillik shartidan foydalanib hosil
qilishimiz mumkin, ya’ni bir jinsli maydonlar uchun razryadlanish kuchlanishini
aniqlashda quyidagi tartibda razryadning mustakillik sharti
1
ln
S
dan,
elektronlarning hajmiy ionlanish koeffitsentining analitik ko’rinishi
E
p
pe
dan, hamda kuchlanish va maydon kuchlanganligi orasidagi bog’lanish
S
U
E
dan
foydalanamiz:
62
1
0
ln
ApS
ВpS
U
,
(2.9)
bu yerda
ApS -umumiy to’qnashuvlar soni.
Razryadlanish kuchlanishi bilan bosim va elektrodlar oralig’ining uzunligi
ko’paytmasining bog’liqligi birinchi bo’lib tajriba yo’li bilan Fridrix Pashen (1865
– 1947) tomonidan aniqlanganligi sababli (2.9)
formula Pashen qonunining
analitik ifodasi hisoblanadi.
Pashen qonuni quyidagicha ifodalanadi: Atrof muhit harorati o’zgarmas
bo’lganda bir jinsli maydonda gazlarning teshilish kuchlanishi bosim bilan
elektrodlar oralig’i kupaytmasinig fuktsiyasi hisoblanadi.
2.4- rasmda atmosfera havosi uchun elektrodlar oralig’ining uzunligi
o’zgarmas bo’lgan holat uchun bu funktsional bog’lanishning grafigi keltirilgan.
Grafikdan ko’rinadiki
L = const bo’lganda bosim pasaygani sari elektronlarning
gaz zarrachalari bilan to’qnashuvi kamayib boradi,
bosim oshganda esa
ionlanishning ehtimoli pasayadi. SHuning uchun u yoki bu holatda
razryadlanishning mustaqillik sharti
K
L
bajarilishi uchun oraliqqa qo’yilgan
kuchlanishni ko’paytirish zarur. Pashen egri chizig’i bo’yicha razryadlanish
kuchlanishining minimal qiymatiga
ning optimal qiymati mos keladi.
2.4- rasm. Bir jinsli elektr maydonida havo oralig’i uchun Pashen egri
chizig’i
)
(
pL
f
U
.
63
Bir jinsli elektr maydonida havo oralig’ining razryadlanish kuchlanishini
hisoblash uchun qulay bo’lgan
formulani
ning
2
5
24
2
0
)
,
E
(
.
ef
ifodasidan
razryadlanishning mustaqilliq shartida
K=8,2 qabul qilib, quyidagini hosil qilamiz:
L
,
L
,
U
4
6
5
24
.
(2.10)
Yuqoridagi formulalardagi
koeffitsientni tajriba yo’li bilan aniqlash biroz
qiyinroq, chunki u muhit haroratiga, gaz bosimiga va maydon kuchlanganligiga
hamda past bosimlarda katod materialiga ham bog’liq. Past bosimlarda
ni tajriba
va nazariy yo’l bilan topilgan tokning (tok zichliklarini) qiymatini solishtirish
yo’li bilan aniklanadi. Bu ikkala usul bir-biriga yaqin natijani beradi va xavo
uchun
= 0,02-0,025. Yuqori bosimlarda tajriba asosida
va hisoblab topilgan
razryadlanish kuchlanishini solishtirish asosiy usul hisoblanadi.
Tajriba va hisobiy natijalarni solishtirish yo’li bilan ularning
S=20 da
qoniqarli darajada bir-biriga mos kelishi aniqlangan. Bu razryadlanish, ya’ni
teshilish kuchlanishining minimal qiymatini beradi. Normal atmosfera va yuqori
bosimlar uchun razryadlanish jarayonining mustaqillik sharti
S = 20 ko’rinishda
olinadi.
O’zgarmas meteriologik sharoitda tashqi izolyatsiyaning – havo oralig’i va
izolyatorlarning razryadlanish kuchlanishiga razryadning paydo bo’lishi bilan
bog’liq bo’lgan har xil tasodifiy faktorlar ta’sir ko’rsatadi.
Misol: S=2 sm, U
o
=58,5 kV bo’lganda, kuchlanishning 25% ga ko’payishi
bilan razryadlanishning mustaqillik sharti boshlang’ich ko’chkining X
i
=0,2S
masofani yugurib o’tishi bilan amalga oshadi. YUqoridagi jadvaldan ko’rinadiki
normal atmosfera sharoitida bir jinsli maydonda
S
U
0
=30 kV/sm ga teng bo’lsa,
elektrodlar
orasidagi
masofaning
kattalashishi
bilan
kamayib
boradi.
Kuchlanganlikning kamayishi o’z navbatida razryadlanish-ning
mustaqilligini
natijasidir. Bu elektron o’z yo’lida 20 marta ionlashtirishni bajarishini bildiradi.
64
Yuqorida keltirilgan (2.10) ifoda eksperiment yo’li bilan aniqlangan Pashen
qonunining matematik ifodasi hisoblanadi.
