КВАЗИНЕЙТРАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ ПРИЭЛЕКТРОДНОГО СЛОЯ ПРИ БОЛЬШИХ ОТБИРАЕМЫХ ТОКАХ
В работе [2] проведен расчет слоя через моменты функции распределения без учета инерциального члeна.
В данной работе предлагается расчет квазинейтральном области слоя на основе мгд-приближения с учетом инерциального члeна. Рассматривался слой у плоского неэммитирующего электрода в достаточно плотной плазме в стационарном случае (для другой геометрии электродов решение аналогично). Для расчета использовались уравнения Эйлера для движения электронов и ионов, уравнения непрерывности частиц и тока в предположении и однородности температуры электронов и ионов в области:
(1)
(2)
; где ; (3)
(4)
где Z - эффективная частота ионизации на один электрон, , , - эффективные частоты столкновения электронов, инов, и атомов друг с другом. Движением атомов пренебрегалось. В последних члeнах уравнения (1) и (2) учитывается нулевая начальная скорость электронов и ионов при ионизации, что существенно при малых частотах столкновений . Граничные условия между невозмущенной плазмой и квазинейтральной областью возмущения записывались в виде: . Сложим уравнения (1) и (2) и перейдем к безразмерным переменным, получим:
(5)
(6)
(7)
где ,, , , ,,- ионная скорость звука. Граничные условия записываются в виде , , . Границу области квазинейтральности и слоя объемного заряда определяли из уравнения (5), при . Система уравнений (5)-(7) решалась численно для различных значений , , и . В таблице 1 приведены результаты расчета для одного набора этих параметров, а именно дрейфовые скорости электронов и ионов, концентрация на границе с объемным зарядом и длина области квазинейтральности в зависимости от величины отбираемого тока из плазмы.
При некоторых значениях параметров и возможны частные решения. В случае низких давлений или малых отбираемых токов решение уравнений (5) - (7) имеет вид:
(8) (9)
При решение (8) совпадает с полученным в работе [3]. Для , что соответствует случаю высоких давлений, выражение для концентрации частиц равняется:
(10)
Анализ этих решений показал, что с точностью менее 1%, можно пользоваться следующими выражениями:
(11)
; (12)
Граничное условие между квазинейтральной областью и слоем объемного заряда в обычных переменных имеет вид:
(13)
При малых электронных токах это выражение переходит в известный критерий Бома. Полученные решения показывают, что с увеличением электронного тока, отбираемого из плазмы, поток ионов уменьшается, то есть электроны начинают меньше ускорять ионы. Концентрация заряженных частиц на границе слоя объемного заряда увеличивается, а толщина области квазинейтральности уменьшается. Данный факт на наш взгляд имеет важное значение для зондовой диагностики и приэлектродных процессов.
Таблица 1. Результаты численного расчета системы (5) - (7) при .
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
0,0101 |
1,000 |
0,0099 |
0,01 |
0,1 |
1,00 |
0,009 |
|
0,1 |
0,0111 |
0,990 |
0,101 |
0,1 |
0,102 |
0,99 |
0,0996 |
|
0,2 |
0,0125 |
0,959 |
0,206 |
0,2 |
0,106 |
0,96 |
0,205 |
|
0,3 |
0,0142 |
0,907 |
0,321 |
0.3 |
0,114 |
0,91 |
0,32 |
|
0,4 |
0,0166 |
0,828 |
0,456 |
0,4 |
0,126 |
0,83 |
0,46 |
|
0,5 |
0,0207 |
0,707 |
0,643 |
0,5 |
0,149 |
0,70 |
0,65 |
|
0,571 |
0,030 |
0,500 |
0,9995 |
0,5694 |
0,2078 |
0,5049 |
0,9782 |
|
-0,01 |
0,0099 |
1,000 |
-0,01 |
-0,01 |
0,0999 |
1,00 |
-0,011 |
|
-0,1 |
0,0091 |
0,990 |
-0,101 |
-0,1 |
0,100 |
0,99 |
-0,102 |
|
-0,2 |
0,0084 |
0,959 |
-0,206 |
-0,2 |
0,102 |
0,96 |
-0,207 |
|
-0,3 |
0,0078 |
0,907 |
-0,321 |
-0,3 |
0,107 |
0,91 |
-0,322 |
|
-0,4 |
0,0075 |
0,828 |
-0,457 |
-0.4 |
0,117 |
0,83 |
-0,46 |
|
-0,5 |
0,0077 |
0,707 |
-0,643 |
-0,5 |
0,136 |
0,702 |
-0,65 |
|
-0,571 |
0,01 |
0,500 |
-0,999 |
-0,5694 |
0,1882 |
0,5049 |
-0,981 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
0,200 |
1,00 |
0,008 |
0,01 |
0,50 |
1,00 |
0,005 |
|
0,1 |
0,203 |
0,99 |
0,099 |
0,1 |
0,51 |
0,99 |
0,096 |
|
0,2 |
0,211 |
0,96 |
0,204 |
0,2 |
0,53 |
0,94 |
0,21 |
|
0,3 |
0,225 |
0,90 |
0,320 |
0.3 |
0,58 |
0,87 |
0,33 |
|
0,4 |
0,250 |
0,82 |
0,45 |
0,4 |
0,72 |
0,70 |
0,52 |
|
0,5 |
0,300 |
0,68 |
0,66 |
0,412 |
0,806 |
0,625 |
0,592 |
|
0,5446 |
0,3911 |
0,5199 |
0,9192 |
|
|
|
|
|
-0,01 |
0,200 |
1,0 |
-0,012 |
-0,01 |
0,5 |
1,00 |
-0,15 |
|
-0,1 |
0,20 |
0,99 |
-0,10 |
-0,1 |
0,51 |
0,99 |
-0,11 |
|
-0,2 |
0,21 |
0,96 |
-0,21 |
-0,2 |
0,53 |
0,95 |
-0,21 |
|
-0,3 |
0,22 |
0,90 |
-0,32 |
-0,3 |
0,57 |
0,87 |
-0,34 |
|
-0,4 |
0,24 |
0,82 |
-0,46 |
-0.4 |
0,71 |
0,70 |
-0,53 |
|
-0,5 |
0,29 |
0,68 |
-0,67 |
-0,412 |
0,794 |
0,625 |
-0,608 |
|
-0,5446 |
0,3782 |
0,5206 |
-0,9257 |
|
|
|
|
Исследования, описанные в данной работе, были проведены в рамках проекта PZ-013-02 поддерживаемого совместно Американским фондом гражданских исследований и развития (АФГИР), Министерством образования РФ и правительством Республики Карелия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Ф.Г. Бакшт, В.Г. Юрьев. ЖТФ, вып., 49, 905-944 стр. 1979 г.
- Е.Г. Виноградов, П.П. Щербин. Препринт. Физико-энергетический институт, Обнинск. 991, 1-14 1980 г.
- В.И. Сысун. Физика плазмы, 4, 931-937, 1978 г
Статья в формате PDF
123 KB...
08 06 2026 21:55:45
Статья в формате PDF
103 KB...
07 06 2026 5:48:40
Статья в формате PDF
120 KB...
06 06 2026 3:25:54
Статья в формате PDF
98 KB...
05 06 2026 12:48:13
Статья в формате PDF
121 KB...
04 06 2026 16:42:30
Статья в формате PDF
230 KB...
03 06 2026 3:20:24
Возникшее при низкодозовом радиационном воздействии повышение уровня ТТГ, снижение уровня тиреоидных гормонов, истощение симпатической импульсации и вегетативный дисбаланс, свидетельствует об установившейся адрено-тиреоидной дисфункции в организме жителей молодого (21–30 лет) и пожилого возраста (61–70 лет) проживающих в районах, прилегающих к Семипалатинскому ядерному полигону.
...
02 06 2026 11:37:26
Статья в формате PDF
105 KB...
01 06 2026 11:38:44
Статья в формате PDF
144 KB...
31 05 2026 5:56:13
Статья в формате PDF
137 KB...
30 05 2026 9:51:21
Статья в формате PDF
102 KB...
28 05 2026 15:20:31
Статья в формате PDF
256 KB...
27 05 2026 11:59:39
Статья в формате PDF
149 KB...
26 05 2026 5:54:34
Статья в формате PDF
134 KB...
25 05 2026 16:23:10
Статья в формате PDF
130 KB...
23 05 2026 19:42:37
Статья в формате PDF
258 KB...
22 05 2026 8:44:24
Статья в формате PDF
109 KB...
21 05 2026 3:32:31
Статья в формате PDF
108 KB...
20 05 2026 11:15:39
Статья в формате PDF
134 KB...
19 05 2026 1:58:53
Статья в формате PDF
275 KB...
18 05 2026 12:45:18
Статья в формате PDF
114 KB...
17 05 2026 23:10:17
Статья в формате PDF
122 KB...
16 05 2026 10:54:35
Статья в формате PDF
123 KB...
15 05 2026 23:28:55
Статья в формате PDF
120 KB...
14 05 2026 22:20:34
Статья в формате PDF
113 KB...
13 05 2026 4:27:53
Изложены ключевые положения главных системных концепций современного естествознания — системологии (общей теория систем) и синергетики (теории самоорганизующихся систем). Рассмотрены основные свойства системных объектов: дискретность, элемент, связи, структура, паттерн, организация, целостность, интеграция, иерархия, управление, самоорганизация. Охаpaктеризованы особенности биологических систем: обмен веществ, итеративность, дискретность (прострaнcтвенная и временная), избыток структурных элементов и связей между ними, наследственность и изменчивость, способность к самоорганизации и саморазвитию, раздражимость и возбудимость, способность к адаптации, самовоспроизведение (размножение).
...
12 05 2026 23:13:57
Статья в формате PDF
128 KB...
11 05 2026 7:16:46
Статья в формате PDF
115 KB...
10 05 2026 0:34:17
Статья в формате PDF
293 KB...
09 05 2026 2:16:42
Статья в формате PDF
308 KB...
08 05 2026 3:53:27
Статья в формате PDF
257 KB...
06 05 2026 13:18:35
Статья в формате PDF
253 KB...
05 05 2026 4:51:27
Статья в формате PDF
129 KB...
04 05 2026 20:31:40
Статья в формате PDF
107 KB...
03 05 2026 23:14:10
Статья в формате PDF
123 KB...
02 05 2026 23:12:50
Статья в формате PDF
121 KB...
01 05 2026 13:31:33
Статья в формате PDF
91 KB...
30 04 2026 2:10:56
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
