Экспериментальное исследование затрудненного тлеющего разряда постоянного тока в азоте

Abstract

В настоящей работе экспериментально исследованы затрудненный и аномальный режимы горения тлеющего разряда постоянного тока в азоте, а также переход между ними. Показано, что затрудненный разряд может наблюдаться только при условиях, соответствующих левой ветви кривой Пашена. Получено, что тлеющий разряд постоянного тока в исследованном диапазоне давлений азота имеет S-образную вольт-амперную характеристику (затрудненный и аномальный режимы горения имеют растущие вольт-амперные характеристики, однако, переход между ними сопровождается ростом разрядного тока при понижении напряжения на электродах). Обнаружено, что переход иззатрудненного в аномальный режим сопровождается низкочастотными релаксационными колебаниями разрядного тока в килогерцовом диапазоне. Эти колебания вызваны, по-видимому, формированием и распадом вблизи анода отрицательного свечения.

У цій роботі експериментально досліджені затруднений та аномальний режими горіння тліючого розряду постійного струму в нітрогені, а також перехід між ними. Показано, що затруднений розряд може спостерігатися тільки за умов, які відповідають лівій вітці кривої Пашена. Отримано, що тліючий розряд постійного струму в дослідженому діапазоні тиску нітрогену має S-образну вольт-амперну характеристику (затруднений та аномальний режими горіння мають вольт-амперні характеристики, які збільшуються, однак, перехід між ними супроводжується зростанням розрядного струму при зниженні напруги на електродах). Виявлено, що перехід іззатрудненого в аномальний режим супроводжується низкочастотними релаксаційними коливаннями розрядного струму в кілогерцовому діапазоні. Ці коливання спричиненні, мабуть, формуванням та розпадом поблизу аноду негативного світіння. Низкочастотні коливання спостерігаються в обмеженому діапазоні тиску нітрогену та розрядного струму. Із зростанням тиску газу частота коливань знижується.

This paper studies in experiment the obstructed and abnormal modes of dc glow discharge in nitrogen as well as the transition between them. The paper reports the observation of the obstructed discharge only under conditions corresponding to the left-hand branch of Paschen curve. The dc glow discharge in the nitrogen pressure range studied was shown to possess an S-shaped current-voltage characteristics (obstructed and abnormal burning modes possess growing CVCs but the transition between them was accompanied by the discharge current growth with voltage drop across the electrodes lowering). The transition from the obstructed mode to the abnormal is shown to be accompanied by low-frequency relaxation oscillations of the discharge current in a kilohertz range. These oscillations are probably due to the negative glow forming and decaying near the anode. They are observed in a limited nitrogen pressure and current ranges. With the gas pressure increasing the oscillation frequency decreases.