正直流电晕放电电场与电流密度理论解析

"针对板正电晕放电电场强度及电流密度理论分析 (2010年) - 杨树, 张零零, 葛辉, 宓东, 朱益民" 本文是2010年由杨树、张零零、葛辉、宓东和朱益民共同发表在《自然科学》论文中的一篇研究，主要探讨了针板式正直流电晕放电中的电场强度和电流密度分布。研究基于先前的针板式电晕放电伏安特性和电离区形貌实验结果，深入到电晕放电的微观过程。 电晕放电是一种气体放电现象，通常发生在高电压下，其中电极周围的电场强度达到足以使气体分子电离的水平。在这项研究中，研究人员关注的是正极性的针板电晕放电，即电晕发生在针状电极相对于平板电极的正极一侧。电晕放电可以分为两个主要区域：电离区和迁移区。 1. 电离区：这是电晕放电的初始阶段，高电场强度导致气体分子或原子电离，产生电子和离子。在这个区域，由于电场强度较高，电离过程非常活跃，导致电流密度迅速增加。研究者通过理论分析，结合实验确定的边界条件，揭示了电离区内电场强度随距离的减小而逐渐降低，而电流密度则随着电离的进行而增大。 2. 迁移区：当电离的电子和离子开始在电场的作用下移动时，就进入了迁移区。这个区域的电场强度较低，但足够驱动离子和电子向相反方向移动，形成电流。理论分析表明，迁移区内的电场强度会随着距离的增加而逐渐减弱，而电流密度则相对较为稳定，因为它主要受到电荷迁移速度的影响。 通过对比理论分析与实验结果，研究者发现两者在电场强度和电流密度变化趋势上的一致性，这为理解和模拟针板式正直流电晕放电提供了有力的理论支持。这样的理解对于优化电晕放电的应用，如空气净化、大气污染物控制、等离子体化学反应以及电力系统中的过电压保护等领域具有重要意义。 关键词：气体放电，电晕放电，电离区，迁移区，电场强度，电流密度 这篇研究工作对于深入理解电晕放电机制，特别是在实际工程应用中优化设计和控制参数提供了重要的理论依据。同时，它也为后续的实验研究和数值模拟提供了基础，进一步推动了电晕放电领域的科技进步。