Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

Явление контрагирования сильноточного разряда у анода определяется токопереносом в переходном слое между плазмой и анодом.

В работах [1,2] для случая слабоионизированной плазмы в кинетическом приближении решается задача для соотношения между электронным током на анод и потенциалом между плазмой и анодом. Нами рассмотрен случай достаточно плотной плазмы, когда вследствие кулоновских столкновений функция распределения электронов по энергиям имеет максвелловский вид вплоть до слоя пространственного заряда у анода. В плоском случае при большом отбираемом электронном токе дрейфовая скорость электронов  приближается к тепловой, поэтому функцию распределения электронов по энергиям примем в виде:

                  (1)

где - концентрация; - дрейфовая скорость электронов у слоя пространственного заряда.

Область возмущения плазмы разобьем на две области: слой пространственного заряда непосредственно у электрода и квазинейтральную область.

Плотность электронного тока в области бесстолкновительного слоя определяется из выражения отталкивающего потенциала:

                             (2)

где - потенциал электрода относительно плазмы. Интегрируя (2) при , определяемом (1), получим:

                              (3)

Уравнение (3) решалось численно. Результаты показывают, что для наши результаты близки к [1,2], что указывает на малую роль межэлектронных столкновений на электронный ток на электрод.

В области квазинейтральности использовалось гидродинамические уравнения движения и уравнения непрерывности для электронов и ионов:

                (4)

                     (5)

где Z - частота ионизаций, производимых одним электроном в единице объема; - частота эффективных столкновений электронов и ионов с атомами; - их дрейфовые скорости. На границе области возмущения принималось: ; ; .

Система уравнений (4) - (5) решалась численно для ряда значений параметров:

Кроме того, получены аналитические решения для значений концентрации на границе слоя.

При пониженных давлениях или небольших отбираемых электронных токах, когда выполняется соотношения имеем:

                    (6)

При обратном соотношении:

                       (7)

Значение электронной и ионной скорости на границе слоя определяется равенствами:

                              (8)

Последнее соотношение указывает на появление двухтоковой неустойчивости и ограничению тока на электрод при

Исследования, описанные в данной работе, были проведены в рамках проекта PZ-013-02 поддерживаемого совместно Американским фондом гражданских исследований и развития (АФГИР), Министерством образования РФ и правительством Республики Карелия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Стаханов И.П., Щербин П.П. ЖТФ, 1969, т. 39, № 9, 1907.
  2. Бакшт Ф.Г., Иванов В.Г., Мойжес Б.Я. ЖТФ, 1972, т. 42, № 5, 921.