Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
І*
П. э. жидких и твёрдых диэлектриков происходит при достижении определ. напряжённости приложенного электрич. поля Euv, называемой элеитрич. прочностью.
В случае пробоя диэлектрич. кристалла образуется высокопроводящий токовый канал (шнур). Шнурование тока обычно возникает, когда дифференц. электрнч. сопротивление становится отрицательным (см. Отрицательное дифференциальное сопротивление, Димент-
P UKU).
Лит. см. при ст. BaKVV-NHwit пробой, Пробой гааа, Димект-рики. Ф. Г. Бакшт, В. Г. Юръёв,
ПРОВОДИМОСТИ ЗОНА — разрешённая зеергетич. зона в электронном спентре твёрдого тела, не заполненная (в диэлектриках) или частично заполненная (в металлах) электронами при темп-ре T = О К. В полупроводниках электроны появляются в П. з. при T >
>0 К (тепловое возбуждение) или под действием света (оптич. возбуждение), скльных полей п т. п. Так как П. а. заполнена электронами лишь частично, последние могут под действием виеш. поля переходить на более высоине уровни энергии в пределах этой зоны. Элеитро-ны в П. з. (электроны проводимости), наряду с дырками в валентной зоне, определяют кинетич. свойства твёрдых тел — электропроводность н теплопроводность, гальвано- и термомаги. явления н т. п. (см. Зонная теория). э. М. Эпштейн.
ПРОВОДИМОСТЬ ПЛАЗМЫ — способность плазмы пропускать электрич. ток под действием элеитрич. поля и сторонинх сил (иидукц. электрич. поля, градиента давления и др.); физ. величина а, количественно характеризующая это явление. Электрич. ток в плазме представляет собой упорядоченное движение электронной и ионной компонент и определяется величиной зарядов, плотностью частиц, их массой н скоростью движения, а ташке частотами нх столкновений:
j= 2 en*v*' (1) a
Здесь j — плотность тока, ея, па, Va — заряд, плотность и ср. скорость ионов сорта a; пе, Ve — плотность и ср. скорость электронов.
В классич. конденсиров. средах (металлах, электролитах) плотность тока j с большой степенью точности линейно зависит от напряжённости электрич. поля я наводимой эдс (Ома занон):
J/a=B+c-4vH]mB*t (2)
где V — скорость среды, a — уд. проводимость среды, зависящая от темп-ры.
Простота закона (2) объясняется малой длиной свободного пробега носителей тока. Благодаря этому их движение близко к хаотическому тепловому движению частиц, иа к-рое накладывается слабый дрейф вдоль силовых линий электрич. поля В* Ti 0.
В плазме пробеги частиц могут быть самыми разнообразными. При давления порядка атмосферного в низкотемпературной плазме длина свободного пробега иевелика (~ IO^ см), хотя оиа и больше пробега в конденсиров. средах. В высокотемпературной плазме длины свободных пробегов частиц очень велики. Так, иапр., в токамаках длина свободного пробега '-IO7 см прн пе ~ IO14 см“8 и Te ~ 10 кэВ. В этих условиях траектории заряж. частиц определяются прены. не столкновениями, а полями, существующими в плазме, н имеют очень сложный внд, а связь j с В* теряет локальный характер (см. Переноса процессы). Такое отличие длниы свободного пробега, а следовательно и свойств проводимости^ высокотемпературной плазмы от низкотемпературной, объясняется тем, что сечение «кулоиов-ского» столкновения заряж. частиц быстро падает (а длина свободного пробега растёт) с ростом относит, энергии сталкивающихся частиц:
го в!
ПРОВОДИМОСТЬ
ПРОВОДИМОСТЬ
Если намерять «Г в эВ, то <т0 — 10~13 см2. Следовательно, при t % 1 эВ значение существенно больше
газокинетического (<т?"н ~ 10~1в), но уже при Я ^ 30 эВ оно равно <т“”н.
Др. важное отличие плазменных «проводников» от конденсированных заключается в том, что большинство плазменных образований существуют при условии, что через них протекает ток. Таковы классич. электрические разряды в газах, плазма в плазменных ускорителях, тока-маках и др. При изменении тока плазменная структура (конфигурация) плавно нли скачкообразно изменяется, в ней могут в широком диапазоне частот развиваться колебания (от акустических до ленгмюровских), на электродах возникать «привязки» и т. п. Около электродов, помещённых в плазму, обычно возникают при-электродиые слои, падение потенциала на к-рых может существенно превосходить падение потенциала в осн. части плазменного объёма (на'пр., в тлеющем разряде). По этой причине для большинства плазменных систем особое значение имеют не дифференциальные, типа (1), а интегральные характеристики П. п. Для стационарных систем это, в первую очередь, волът-амперные характеристики:
где
(4)
к-рые связывают приложенное напряжение Vv с протекающим через плазменную конфигурацию током /р. В нестационарных условиях их эквивалеитаии являются «осциллограммы» тока и напряжения:
—Л>(*Ь —^р(0*
(5)
//O=E-K-1OeffH- V Ре/ел •
(6)
132
E *=E+c~1\vH]+4 ре1еп.
(8)
Второй член в правой части (7) обычно наз. холлов^ ским. В этом случае различают П. п. по полю и попе* рёк магн. поля (см. Ома обобщённый закон). Классич, проводимость Ol поперёк маги, поля с ростом H убы*' вает а «холловская» проводимость, обязанная
дрейфу электронов в скрещенных Е—Н-полях, убывает медленнее: ахолл ~ Н~1. Проводимость вдоль магн, поля от H ие зависит. При расчёте тока в плазме по ф-лам (7) и (8) надо знать скорость ионных компонент va. В этом случае токи в плазме определяются не про* сто проводимостью и разностью потенциалов, прило* жениой к плазменному промежутку, а являются результатом коллективного взаимодействия всей само» организующейся плазмекной конфигурации. Если конфигурация осесимметрична, а магн. поле имеет только одну азимутальную компоненту Яв, то такая конфигурация имеет вид неограниченного цилиндра. Это означает, что если имеется гофриров. проводник, то при оH » епс линии электрич. тока перестают заходить в выступы (рис. 1).
