Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Источники неравновесной аргоновой плазмы на основе слаботочных высоковольтных разрядов Балданов Баир Батоевич

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Балданов Баир Батоевич. Источники неравновесной аргоновой плазмы на основе слаботочных высоковольтных разрядов: диссертация ... доктора Технических наук: 01.04.04 / Балданов Баир Батоевич;[Место защиты: ФГБОУ ВО Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники], 2017.- 239 с.

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Газовые разряды атмосферного давления для генерации низкотемпературной неравновесной плазмы 16

1.1 Низкотемпературная плазма атмосферного давления 16

1.1.1 Плазма низкого давления 18

1.1.2 Плазма атмосферного давления 20

1.2 Типы источников низкотемпературной неравновесной плазмы атмосферного давления 20

1.2.1 Тлеющий разряд атмосферного давления 24

1.2.2 Разряд с диэлектрическим барьером 27

1.2.3 Плазменные струи атмосферного давления 29

1.3 Использование низкотемпературной неравновесной плазмы как антимикробного агента 30

1.4 Выводы по главе 1 43

ГЛАВА 2 Формирование импульсно-периодического режима отрицательного коронного разряда в аргоне при атмосферном давлении 46

Введение 46

2.1 Описание экспериментальной установки и методики измерений параметров отрицательного коронного разряда в конфигурации электродов острие-плоскость 51

2.2 Основные свойства импульсно-периодического режима отрицательной короны постоянного напряжения в аргоне 60

2.3 Влияние газодинамических и геометрических факторов на параметры и область существования импульсно периодического режима отрицательной короны 68

2.4 Механизм формирования импульсно-периодического режима отрицательной короны 78

2.5 Выводы по главе 2 84

ГЛАВА 3 Переход импульсно-периодического режима отрицательной короны в режим тлеющего разряда атмосферного давления 85

Введение 85

3.1 Вольтамперная характеристика отрицательной короны в атмосфере электроположительного атомарного газа 88

3.2 Эволюция структуры импульсно-периодического режима отрицательной короны при переходе в режим тлеющего разряда атмосферного давления 98

3.3 Аппроксимация вольтамперной характеристики отрицательной короны в геометрии острие-плоскость на основе модели эффективной токовой трубки 103

3.4 Выводы по главе 3 118

ГЛАВА 4 Разработка источника неравновесной аргоновой плазмы на основе тлеющего разряда атмосферного давления 119

Введение 119

4.1 Описание экспериментальных установок для создания коронного и тлеющего разрядов в электродной конструкциис многоострийным катодом и плоским анодом 124

4.2 Разработка, создание и исследование катодного блока тлеющего разряда атмосферного давления на основе многоострийной системы электродов 130

4.3 Стационарный тлеющий разряд атмосферного давления в аргоне 147

4.4 Выводы по главе 4 154

ГЛАВА 5 Источник низкотемпературной неравновесной аргоновой плазмы на основе плазменных струй слаботочного искрового разряда 155

Введение 155

5.1 Формирование и развитие искрового разряда в неоднородном

электрическом поле при ограничении разрядного тока балластным сопротивлением 162

5.2 Источник низкотемпературной (холодной) неравновесной аргоновой плазмы на основе плазменных струй слаботочного искрового разряда 175

5.3 Выводы по главе 5 182

ГЛАВА 6 Бактерицидные свойства низкотемпературной (холодной) неравновесной аргоновой плазмы атмосферного давления 183

6.1 Бактерицидные свойства источника низкотемпературной неравновесной аргоновой плазмы на основе тлеющего разряда атмосферного давления 183

6.2 Бактерицидные свойства источника низкотемпературной (холодной) неравновесной аргоновой плазмы на основе плазменных струй слаботочного искрового разряда 186

6.3 Выводы по главе 6 200

Заключение 201

Список литературы

Типы источников низкотемпературной неравновесной плазмы атмосферного давления

Частицы, производимые в высокотемпературной плазме, находятся в состоянии теплового равновесия, и как следствие, электроны и тяжелые ионы имеют высокие температуры. Низкотемпературная термическая плазма характеризуется равенством электронной и газовой температуры, которая основана на упругих столкновениях между электронами и тяжелыми частицами (ионами, молекулами и атомами). Энергия электронов потребляется тяжелыми частицами, что приводит к их нагреванию. В термической плазме электроны и тяжелые частицы находятся в состоянии локального термодинамического равновесия. Для нетермической плазмы характерным является то, что температура электронов значительно выше по сравнению с температурой ионов и нейтрального газа. Эта разница температур зависит от частоты столкновений между электронами и тяжелыми частицами. Из-за небольших потерь кинетической энергии в упругих столкновениях между электронами и тяжелыми частицами энергия электронов остается высокой [250]. Поэтому нетермическая плазма не находится в состоянии локального термодинамического равновесия. В связи с тем, что температура нейтрального газа равна или близка комнатной температуре, нетермическую плазму часто называют «холодной» плазмой [139].

Нетермическая плазма. Основной особенностью генерирования нетермической плазмы является то, что электрическая энергия используется в основном для производства энергичных электронов без нагрева газовой среды. Для создания и поддержания нетермической плазмы необходим ввод электрической мощности, достаточной для диссоциации и возбуждения атомов и молекул с последующим образованием радикалов и метастабильных молекулярных состояний. Это достигается за счет использования различных источников, работающих на переменном или постоянном токе, низкочастотные ( 50 кГц) или высокой частоты, в том числе радиочастоты и СВЧ ( 2,45 ГГц). Кроме того, в зависимости от возможности возбуждения плазмы в широком диапазоне давлений газа, от низкого давления до атмосферного давления (0,1...106 Па) могут быть реализованы различные типы газовых разрядов [59, 62, 61]. В зависимости от механизма, используемого для генерирования нетермической плазмы, выделяются следующие типы разрядов: тлеющий разряд, коронный разряд, разряд с диэлектрическим барьером, плазменные струи атмосферного давления [261].

В нетермической плазме свободные электроны являются очень «горячими» и имеют температуры порядка нескольких тысяч градусов Кельвина (К), в то время как нейтральные частицы и ионы остаются «холодными». Возбужденные электроны посредством высокоэнергетичных столкновений образуют целый спектр радикалов и возбужденных частиц с высокой реакционной способностью. Именно такое сочетание характеристик при низких температурах с высокой реакционной способностью делает нетермическую плазму технологически выгодным и весьма действенным инструментом, позволяющим осуществлять технологические процессы, которые даже если бы и были осуществимы без плазмы, то требовали бы применения очень высоких температур и вредных агрессивных химических веществ.

Газовые разряды, генерируемые при пониженном давлении, называются плазмой низкого давления. Плазма низкого давления представляет интерес как в плане фундаментальных исследований, так и в прикладных исследованиях: микроэлектронной промышленности и обработке материалов (например, для модификации поверхности) [185]. Данный тип плазмы связан с низкой плотностью атомов в газовой фазе и, следовательно, с низким уровнем столкновений между электронами и тяжелыми частицами. Для создания плазмы при низком давлении необходимы вакуумные системы, которые предполагают долгую откачку газа, однако при этом позволяют получить объемную однородную плазму с хорошо контролируемыми характеристиками [192]. Разработаны различные плазменные методы обработки, широко используемые для модификации поверхности материалов [190].

Характеристики газоразрядной плазмы при низком давлении управляются подбором разрядной камеры реактора и рабочих параметров, включающих частоту разряда, мощность, выбор рабочего газа или газовой смеси и ее расхода и давления газа [247]. Для обработки поверхности в различных плазменных установках используются: 1 – емкостной ВЧ разряд с двумя вмонтированными в вакуумной камере электродами, где технологический газ вводится под типичным давлением в несколько Паскаль; 2 – в другом типе установок используется микроволновое возбуждение, где нет необходимости в электродах, и при этом достигается более высокая степень ионизации по сравнению с ВЧ возбуждением; 3 – используется и сочетание двух типов установок, получившее название «смешанной» (или двойной) [236]. В последнее время наряду с процессами модификации поверхности плазма низкого давления успешно используется для био-деконтаминации поверхностей (например, медицинских приборов, фармацевтической упаковки и расфасовки) [268, 206]. В 1990-х гг. представлены две коммерческие стерилизационные системы с использованием плазменной технологии низкого давления, а именно стерилизационные системы STERRAD и Plazlyte [229].

Как уже отмечалось, несмотря то, что плазма низкого давления является фундаментальной основой целого ряда плазменных технологий, она обладает рядом недостатков. Ввиду необходимости использования вакуумных систем для получения плазмы низкого давления системы являются весьма дорогостоящими, трудоемкими и требующими высококачественного обслуживания. Кроме того, размер объектов для обработки в плазме ограничивается размерами вакуумной камеры. Таким образом, источники плазмы, работающие при атмосферном давлении, представляют большой интерес из-за экономических и эксплуатационных преимуществ.

Основные свойства импульсно-периодического режима отрицательной короны постоянного напряжения в аргоне

Интенсивные исследования по применению плазмы в области здравоохранения привели к формированию новой области – «Плазменная медицина» [232]. Исследования в области плазменной медицины начаты в конце 90-х гг. прошлого века в ряде развитых стран с традиционно сильными исследованиями в области физики, в том числе России, Германии, США, Франции и др. Данные исследования охватывают довольно широкий спектр различных областей деятельности человека, что привело к формированию ряда перспективных направлений, для которых использование низкотемпературной плазмы может стать прорывным методом, позволяющим достичь принципиально новых результатов [212, 229, 256, 80, 155].

К группе «прорывных» технологий нетермической плазмы относятся приборы, созданные для применения в комплексной терапии, в частности терапии инфицированных ран и язв [115, 230, 173, 159, 80, 202].

Плазменная стерилизация и дезинфекция. Создание эффективных и экономичных методов разрушения болезнетворных микроорганизмов (и токсичных химических соединений) в газах, жидкостях, на поверхностях различных тел представляет собой фундаментальную проблему медицины. Стерилизация объектов представляет собой процесс разрушения или удаления микроорганизмов, включая вегетативные клетки, споры и вирусы. Традиционные методы стерилизации и дезинфекции основаны на использовании сухого и влажного нагрева, фильтрации, применении радиации и химических соединений (биоцидов). Эти методы весьма трудоемки, длительны и дорогостоящи, а применение биоцидов не всегда обеспечивает экологическую безопасность. Внедрение в медицинскую практику метода, основанного на использовании низкотемпературной плазмы атмосферного давления, оказалось весьма перспективно, поскольку позволяет стерилизовать самые разнообразные материалы, в том числе полимеры, которые требуют щадящих (нетермических), быстрых, безопасных и дешевых способов стерилизации [92].

В последние десятилетия наблюдается возросший интерес к применению низкотемпературной неравновесной плазмы атмосферного давления для стерилизации и дезинфекции, разработан целый ряд перспективных методов, которые позволяют создавать холодную плазму при высоких давлениях [229, 262, 25, 26, 103]. Об интенсивном развитии нового направления свидетельствует резкий рост публикаций в ведущих научных изданиях мира. По данным WOS в период 2011-2013 гг. именно по плазменной стерилизации и дезинфекции опубликовано 2460 научных статей. Стерилизующая низкотемпературная плазма при атмосферном давлении создается непосредственно в обрабатываемых жидкостях и газах или на поверхности стерилизуемых объектов [126, 314, 123, 116, 205]. В отличие от традиционно используемых способов стерилизации газоразрядный метод стерилизации на основе низкотемпературной плазмы обладает рядом принципиальных преимуществ: дает возможность стерилизовать термочувствительные материалы; период воздействия на микробы очень мал – составляет несколько минут. При этом плазменные стерилизационные установки не являются источником радиационной опасности, не требуют специальных помещений и специально подготовленного персонала, экологически безопасны и отличаются низким энергопотреблением и относительно малой стоимостью [92]. Обзор плазменных источников, применяемых для микробной дезактивации, представлен в [162]. Здесь же представлена информация об экспериментальных условиях, в которых получены результаты, такие как время экспозиции, род технологического газа, тип микроорганизмов и т.д.

Разряды классифицированы на следующие группы: коронный разряд (на постоянном или импульсном напряжении), разряды с диэлектрическим барьером (РДБ) (от низкой частоты до нескольких мегагерц), плазменные струи атмосферного давления (от постоянного тока до нескольких ГГерц) и СВЧ плазма в диапазоне ГГерц. Многие из представленных конфигураций разрядов могут быть миниатюризированы до масштабов в несколько сотен микрометров. Плазма, генерируемая в этих масштабах, обозначается как микроплазма или микроразряды [138, 137, 198,].

Необходимо отметить, что на современном этапе исследований большую проблему представляет оценка результатов плазменной инактивации микроорганизмов, полученных в различных экспериментальных условиях. Поэтому довольно сложно адаптировать выводы, полученные для одной специальной экспериментальной установки относительно другой при использовании одного и того же типа разряда. Это связано, во-первых, с высокой чувствительностью микроорганизмов к небольшим изменениям окружающей среды. Во-вторых, наработка активных частиц газовыми разрядами также сильно зависит от свойств окружающей среды. Например, трудно воспроизвести результаты, полученные в воздушной плазме, не зная влажности, давления или температуры газа в воздухе. Кроме того, взаимодействие между разрядом и микроорганизмами существенно зависит от экспериментальных условий, в которых проводится эксперимент [277].

В следующем разделе представлены экспериментальные установки и приборы для генерации низкотемпературной неравновесной плазмы атмосферного давления, используемые для инактивации микроорганизмов. Коронный разряд. Коронный разряд широко используется в различных технологических процессах, таких как обработка поверхностей или удаление летучих органических соединений, при очистке газа [170]. Другое применение – сбор микроорганизмов в воздухе путем электростатического осаждения [246]. Кроме того, коронный разряд широко применяется для генерации озона, который используется для дезинфекции воды [285]. В последние годы активно исследуется возможность использования коронного разряда для биологической дезинфекции [223, 315]. Для инактивации бактерий обычно используется отрицательный коронный разряд [156].

В работе [279] исследованы бактерицидные свойства неравновесной плазмы отрицательной короны в воздухе, в конфигурации электродов острие-плоскость. Использовалось высокое напряжение до 10 кВ и токи до 0,5 мА. На плоском аноде располагались пластина с агаром или чашки Петри с жидкой суспензией с различными типами микроорганизмов, такие как вегетативные бактерии, споры и дрожжи. В результате обработки в плазме отрицательной короны жидкая суспензия была полностью инактивирована в течение 5 минут, а для дрожжей понадобилось порядка 30 минут.

В [144, 181] представлен источник неравновесной аргоновой плазмы на основе импульсного отрицательного коронного разряда (Рисунок 1.3). В полую заостренную иглу, которая подключена к отрицательному высокому напряжению (1-15 кВ), подается аргон со скоростью потока 0,5 slm. Между катодом и анодом, который обычно состоит из биологического материала, зажигается плазма с температурой порядка 300 К. Разряд распространяется в виде наносекундных коротких импульсов тока с частотой 1,8 кГц и амплитудой колебаний в несколько сотен миллиампер. Радиальное расширение и длина плазмы источника составляет порядка 30 мкм и 1,5 см соответственно. Бактерицидная эффективность источника исследовалась на грамотрицательных бактериях Escherichia coli.

Эволюция структуры импульсно-периодического режима отрицательной короны при переходе в режим тлеющего разряда атмосферного давления

Исследования отрицательного коронного разряда выполнены в конфигурации электродов острие-плоскость. Устройство и схема экспериментальной установки представлены на рисунке 2.1. Экспериментальная установка включает следующие основные узлы: разрядную камеру с системой электродов, источник питания и систему регистрации. Разрядный промежуток представляет собой заостренный стержень (катод) 1 радиусом r и плоский электрод (анод), представляющий собой металлическую пластину 2. На стержень от источника питания 11 подавалось регулируемое отрицательное напряжение U. Ток разряда ограничивался балластным сопротивлением Rб 5.

Катод – острие 1 представляет собой вольфрамовый стержень, длиной 10 см и диаметром 3 мм, заточенный на конус с углом между осью и образующей 150 и радиусом закругления вершины конуса 25 мкм. Сорт материала, из которого изготавливался стержень, не оказывает заметного влияния на характеристики разряда при очищенном электроде.

Важным обстоятельством, обнаруженным при проведении исследований отрицательной короны в конфигурации электродов острие-плоскость, оказалось возникновение коронирующих областей на цилиндрической поверхности стержня по мере увеличения напряжения разряда. 1

Данный эффект наиболее отчетливо проявляется при использовании электродов малого диаметра и больших межэлектродных расстояниях d 4 см. Появление новых коронирующих очагов оказывает заметное влияние на вольтамперную характеристику разряда [7], (например, токовая граница перехода импульсно-периодического режима отрицательной короны в режим тлеющего разряда существенно увеличивается). Рисунок 2.2 - Схема коронного разряда в геометрии острие-плоскость

Плоский электрод 6 в данной конфигурации электродов представляет собой стальную пластину, диаметр D которого варьировался в пределах от 3 до 15 см. В целях устранения краевых эффектов, связанных с ограничением поперечных размеров отрицательной короны, диаметр анодного диска превышал межэлектродное расстояние как минимум в 3 раза (при указанном соотношении между диаметром анода и межэлектродным расстоянием краевые эффекты уже не существенны [10]. В ряде экспериментов проводились специальные исследования по установлению влияния площади плоского электрода на характеристики отрицательной короны (например, влияние площади анода на напряжение зажигания). В данной серии экспериментов плоские электроды представляли собой диски с закругленными по профилю Роговского краями (Рисунок 2.2). Разрядная камера представляет собой стеклянную колбу в форме цилиндра (2) с внутренним диаметром 18 см и высотой 22 см, двух трубок (3) диаметром 4 мм для ввода и вывода аргона. Камера снабжена рядом плотных переходников, предназначенных для ввода и вывода в разрядный промежуток аргона, электрического зонда, а также для изменения направления газового потока относительно электродов. Система электродов устанавливалась на диэлектрических подставках в разрядной камере, и изменение расстояния между электродами производилось передвижением заземленной плоскости 6.

Электрическое питание экспериментальной установки осуществлялось от выпрямительной установки ВС-20-10. Для сглаживания пульсаций выпрямитель комплектуется конденсатором КБГ-П-20-0,25. Величина регулируемого напряжения изменяется в пределах 020 кВ номинальный ток нагрузки 10 мА. Пульсации выпрямленного напряжения (амплитуда переменной составляющей) при 20 кВ и 10 мА составляют не более 2%. Стабильность напряжения на выходе установки при неизменной нагрузке ± 2%. Источник питания подключается к электродам через балластное сопротивление Rб (5). Величина балластного сопротивления изменяется до 80 МОм.

В экспериментах использовался особо чистый аргон Аг (ГОСТ 10157-79) содержание примесей на уровне 0,01%. Для поддержания паспортной чистоты аргона и удаления из зоны разряда возможных продуктов плазмохимических реакций газ непрерывно прокачивался через разрядную камеру. Расход аргона измерялся с помощью ротаметра РМ - А - 0,16 ГУЗ до 5 10 5 кг/с.

В экспериментах регистрировался усредненный по времени ток отрицательной короны, протекающий по внешней цепи.

Усредненный ток разряда измерялся стрелочным микроамперметром М 906 (7). Напряжение на разрядном промежутке измерялось универсальным вольтметром В7-21А (10) с использованием калиброванного высоковольтного делителя с соотношением плеч 1:1000 (4). Исследования формы, амплитуды и длительности импульсной компоненты тока и напряжения отрицательной короны проводились с помощью малоиндуктивных токовых шунтов и осциллографа (8) марки С1-65.

Отметим одно обстоятельство из экспериментальной практики, важное в методическом плане. Как правило, в экспериментах по исследованию отрицательной короны и измерению ее вольтамперной характеристики придерживаются следующей методики: после зажигания разряда напряжение источника питания монотонно увеличивают и тем самым продвигаются вверх по вольтамперной характеристике. Однако если после зажигания отрицательного коронного разряда уменьшать приложенное напряжение, то отрицательная корона существует и при токах меньших тока зажигания Iзаж. Данный эффект обнаружен в отрицательной короне в азоте [10]. В экспериментах исследована отрицательная корона как при токах I Iзаж, так и при меньших токах.

Исследования пространственной структуры отрицательного коронного разряда атмосферного давления проводились с помощью электрических зондов.

Схема зондовых измерений представлена на рисунке 2.3. Потенциал зонда регистрировался с помощью электростатического вольтметра СВ-С502. Измерения плавающего потенциала плазмы в разрядном промежутке проводились с помощью подвижного цилиндрического зонда. С помощью механической системы зонд перемещался в разрядном промежутке с точностью до 0,5 мм.

Разработка, создание и исследование катодного блока тлеющего разряда атмосферного давления на основе многоострийной системы электродов

Типичная усредненная во времени вольтамперная характеристика отрицательного коронного разряда в аргоне с указанием критических токов представлена на рисунок 3.1. Врезки показывают характерные формы токовых осциллограмм в импульсно-периодическом и стационарном режимах.

Усредненная во времени вольтамперная характеристика отрицательной короны в аргоне. Межэлектродное расстояние d = 1 см, балластное сопротивление Rб = 37 МОм, площадь анода S = 176,63 см2, расход аргона G = 4 10-5 кг/с Полученная вольтамперная характеристика не описывается зависимостью U = kU(U-U0) 3.1 где к - постоянная, U0 - потенциал зажигания разряда, наиболее типичное для коронного разряда [85]. Выражение (3.1) отражает тот факт, что ток отрицательной короны в воздухе может существовать лишь при напряжениях U U0 (токи субнаноамперного диапазона, предшествующие начальному напряжению, здесь не рассматриваются).

На усредненной вольтамперной характеристике отрицательной короны выделяются три разных режима формирования коронного разряда, характеризующиеся своими пороговыми напряжениями и скоростями роста тока. Режимы 1-2 и 3-4 характеризуются линейными зависимостями типа I = Р (С/-С/0), в отличие от стадии 2-3 описываемой зависимостью (3.1) [75].

В соответствии с рисунком 3.1 на вольтамперной характеристике отрицательной короны в аргоне можно выделить несколько характерных токов: начальный ток / , устанавливающийся скачком после зажигания отрицательной короны; минимальный ток /мин, ниже которого отрицательная корона гаснет, и критический ток / , отделяющий импульсно-периодический режим отрицательной короны от режима тлеющего разряда. Обсудим параметрическое поведение каждой стадии развития отрицательной короны более детально.

Гистерезисная область (стадия 1-2). Отрицательная корона реализуется путем подачи постоянного напряжения U на электродную систему острие-плоскость до некоторого критического значения напряжения - напряжения зажигания U . Зажигание короны регистрируется микроамперметром и осциллографом по появлению импульсов тока.

Начальное напряжение отрицательного коронного разряда в литературе часто отождествляют с напряжением зажигания, т.е. с напряжением, при котором у коронирующего электрода образуется генерационный (или тлеющий катодный) слой, поддерживаемый лавинными процессами с участием электронов [240, 10].

Физическое основание для такого отождествления не вполне понятно [10], хотя для межэлектродных промежутков сантиметрового диапазона величина U0 в воздухе хорошо согласуется с напряжением зажигания, определяемого на основе условия самоподдержания электронных лавин (это условие аналогично условию самоподдержания стационарного катодного слоя тлеющего разряда): d (3.2) jat-addx = ii o У где а-аа - результирующий коэффициент усиления электронной лавины в процессах ионизации аi и прилипания аа; d - размер области у коронирующего электрода, в которой оi оа; у - эффективный коэффициент положительной обратной связи электронных лавин, обусловленный эмиссией электронов с поверхности катода за счет фотонов, положительных ионов и возбужденных частиц.

Величина коэффициента ионизации аi = 15,8 эВ в аргоне при больших полях близко к коэффициентам ионизации азота оц = 14,5 эВ и воздуха [119]. Вследствие экспоненциально резкой зависимости аi от поля напряжение зажигания U отрицательного коронного разряда в аргоне будет не сильно отличаться от напряжения зажигания в воздухе и азоте (соответствующие экспериментальные данные, приведены на рисунок 3.2 (а,б)) [65].

На рисунке 3.2 (а) представлены экспериментальные данные, полученные в работе Акишева [10] по исследованию напряжения зажигания отрицательной короны в азоте и воздухе. Незначительно отличаются и падения напряжения на генерационных слоях отрицательной короны в аргоне, воздухе и азоте. а

Обычно падение потенциала Uк на тлеющем катодном слое составляет несколько сот вольт (т.е. Uк U0), и в случае воздуха оно не вносит заметного вклада в общее падение напряжения отрицательной короны. Падение потенциала Uк в аргоне составляет, согласно оценкам, 150 В.

В экспериментальной практике начальное напряжение U0 отрицательной короны в воздухе обычно определяется экспериментально из пересечения прямой приведенного тока I/U с осью напряжений (в литературе зависимость I/U от U называют редуцированной вольтамперной характеристикой). На рисунке 3.3 представлена редуцированная вольтамперная характеристика отрицательной короны при межэлектродных расстояниях d = 1, 3, 6 см [65, 75].