Teorie proudů elektrického rozkladu plynů

Samotné slovo „flow“ se překládá jako „flow“. V souladu s tím je „streamer“ soubor tenkých rozvětvených kanálů, kterými se elektrony a atomy ionizovaného plynu pohybují v určitém druhu toku. Ve skutečnosti je streamer prekurzorem koronového nebo jiskrového výboje za podmínek relativně vysokého tlaku plynu a relativně velké vzdálenosti mezi elektrodami.

Rozvětvené žhavící kanály streameru se prodlužují a případně se překrývají, uzavírají mezeru mezi elektrodami – vytvářejí se souvislá vodivá vlákna (jiskry) a jiskrové kanály. Vznik jiskrového kanálu je doprovázen zvýšením proudu v něm, prudkým zvýšením tlaku a výskytem rázové vlny na hranici kanálu, kterou slyšíme jako praskání jisker (hromy a blesky v miniatuře).

Hlava streameru, umístěná v přední části kanálu kanálu, svítí nejjasněji. V závislosti na povaze plynného prostředí mezi elektrodami může být směr pohybu hlavy streameru jednou ze dvou věcí, čímž se rozlišují anodické a katodové streamery.

Obecně je streamer fází zkázy, která leží mezi jiskrou a lavinou. Pokud je vzdálenost mezi elektrodami malá a tlak plynného média mezi nimi nízký, pak lavinový stupeň obchází streamer a přechází přímo do stupně jiskry.

Na rozdíl od elektronové laviny se streamer vyznačuje vysokou rychlostí (asi 0,3 % rychlosti světla) šíření hlavy streameru k anodě nebo katodě, která je mnohonásobně vyšší než rychlost driftu elektronů jednoduše ve vnějším elektrickém poli.

Při atmosférickém tlaku a ve vzdálenosti 1 cm mezi elektrodami je rychlost šíření hlavice katodového streameru 100x vyšší než rychlost elektronové laviny. Z tohoto důvodu je streamer považován za samostatný stupeň předběžného průrazu elektrického výboje do plynu.

Heinz Ratner, experimentující v roce 1962 s kamerou Wilson, pozoroval přechod laviny ve streamer. Leonard Loeb a John Meek (stejně jako Raettner nezávisle) navrhli model streameru, který vysvětluje, proč se samoudržující výboj tvoří tak vysokou rychlostí.

Faktem je, že dva faktory vedou k vysoké rychlosti pohybu hlavy streameru. Prvním faktorem je, že plyn před hlavou je buzen rezonančním zářením, což vede ke vzniku tzv. Volné elektrony v semenech během asociativní ionizační reakce.

Zárodečné elektrony se tvoří podél kanálu efektivněji, než by tomu bylo při přímé fotoionizaci.Druhým faktorem je, že intenzita elektrického pole prostorového náboje v blízkosti hlavy streameru převyšuje průměrnou intenzitu elektrického pole v mezeře, čímž je dosaženo vysoké rychlosti ionizace při šíření čela streameru.

Výše uvedený obrázek ukazuje schéma vzniku katodového streameru. Když se hlava elektronové laviny dostala k anodě, byl za ní v mezielektrodovém prostoru ještě ohon v podobě oblaku iontů. Zde se vlivem fotoionizace plynu objevují dceřiné laviny, které se na tento oblak kladných iontů přichytí. Náboj je stále hustší a tímto způsobem se získá samo se šířící tok kladného náboje - samotný streamer.

Teoreticky v tomto místě v prostoru mezi elektrodami, kde se lavina mění ve streamer, je v určitém okamžiku bod, kde celkové elektrické pole (elektrické pole vytvořené elektrodami a pole prostorového náboje hlavy streameru ) zmizí. Předpokládá se, že tento bod leží podél osy laviny. V podstatě je čelo streameru nelineární ionizační vlna, vlna prostorového náboje, která vzniká ve volném prostoru jako vlna spalování.

Pro vytvoření čela katodového streameru je zásadní emise záření mimo hranice mezery mezi elektrodami.V okamžiku, kdy intenzita elektrického pole v hlavě streameru dosáhne kritické hodnoty, která odpovídá začátku úniku elektronů, dojde k narušení lokální rovnováhy mezi elektrickým polem a rozložením rychlosti elektronů, což obecně značně komplikuje model streameru. elektrický průraz plynu.