КВАЗИНЕЙТРАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ ПРИЭЛЕКТРОДНОГО СЛОЯ ПРИ БОЛЬШИХ ОТБИРАЕМЫХ ТОКАХ

Авторы
Файлы

Тихомиров А.А. Сысун В.И. Статья в формате PDF 156 KB При теоретическом рассмотрении слоя у электрода, внесённого в плазму, часто бывает удобно разделять его непосредственно на слой объёмного заряда и квазинейтральную область, в которой релаксируют параметры плазмы [1]. Точное кинетическое решение задачи в общем случае невозможно, а применяемые приближенные методы решения кинетического уравнения также весьма сложны и часто не отражают реальную ситуацию.

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

ВЛИЯНИЕ ЙОДА НА МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОРГАНИЗМЕ

Статья в формате PDF 120 KB...

17 06 2026 16:46:14

ИССЛЕДОВАНИЕ РАССЕЯНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Статья в формате PDF 253 KB...

16 06 2026 1:24:43

КОНФЛИКТОЛОГИЯ КАК НАУЧНАЯ И УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА

Статья в формате PDF 297 KB...

15 06 2026 8:25:11

ПОВЫШЕНИЕ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОБЩЕЙ МАГНИТОТЕРАПИИ С ПОМОЩЬЮ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-МЕТАБОЛИЧЕСКОГО РЕЗЕРВА ФАГОЦИТОВ КРОВИ

Статья в формате PDF 91 KB...

14 06 2026 7:57:33

ЗНАЧЕНИЕ УЧЕБНЫХ ПРАКТИК ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ НАУЧНЫХ ИНТЕРЕСОВ СТУДЕНТОВ

Статья в формате PDF 193 KB...

13 06 2026 16:38:26

ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ ДЕПРЕССОРНЫХ ПРИСАДОК НА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ В ДИЗЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ

Статья в формате PDF 128 KB...

12 06 2026 4:40:51

КАДРОВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ В БАНКЕ: ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

Статья в формате PDF 72 KB...

11 06 2026 19:44:14

КРАТКОСРОЧНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ

Статья в формате PDF 139 KB...

10 06 2026 20:44:31

ПРОТЕКТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ ПРЕПАРАТА FPP НА СПЕРМАТОЗОИДЫ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 114 KB...

09 06 2026 4:16:23

МЕХАНИЗМ МИКРОСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ПРОЦЕССА УПРОЧНЕНИЯ ВЫСОКОМАРГАНЦОВИСТОЙ СТАЛИ ПРИ СТАТИКО–ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКЕ

Статья в формате PDF 283 KB...

08 06 2026 8:55:25

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ И КАЧЕСТВЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭРИТРОЦИТОВ В КРОВИ СТУДЕНТОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ СТРЕССОВЫХ ФАКТОРОВ

Изучено изменение количества эритроцитов и состояние их мембран при переезде студентов в новую местность и при адаптации к условиям обучения в вузе. Полученные результаты свидетельствуют о более выраженных качественных изменениях эритроцитов по сравнению с их количественным составом. Это выражается в изменении соотношении эритроцитов по стойкости: преобладание числа низкостойких эритроцитов у городских студентов и средне- и высокостойких – у приезжих, что является свидетельством большей выраженности компенсаторных реакций в группе приезжих студентов. ...

07 06 2026 13:53:51

ДИСБАКТЕРИОЗЫ КИШЕЧНИКА И БАКТЕРИОЛАКТИЯ СТАФИЛОКОККОВОЙ ЭТИОЛОГИИ У КОРМЯЩИХ ЖЕНЩИН

Статья в формате PDF 105 KB...

06 06 2026 16:14:49

ЭФФЕКТЫ ТИАПРИДА И ЛЮДИОМИЛА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ТАХИАРИТМИИ У КОШЕК

Статья в формате PDF 291 KB...

05 06 2026 19:40:40

РАЗВИТИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ИСКУССТВА КНИГИ

Статья в формате PDF 318 KB...

04 06 2026 20:45:58

СИСТЕМОГЕНЕЗ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ У ЗДОРОВЫХ ДЕТЕЙ ПРЕПУБЕРТАТНОГО ВОЗРАСТА

Статья в формате PDF 99 KB...

03 06 2026 9:20:51

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ РЕМОНТА БЫТОВОЙ ТЕХНИКИ

В статье показано, что ремонт бытовой техники в зависимости от сложности и условий эксплуатации подразделяется на ремонт непосредственно на дому у заказчика, ремонт в мастерской. Ремонт на дому у заказчика связан с выполнением мелкого и среднего ремонта, т.е. когда ремонт технически возможен и экономически целесообразен. Ремонт в мастерской выполняется тогда, когда невозможно его выполнить в домашних условиях. Кроме того , ремонт бывает в гарантийный период и в послегарантийный периоды эксплуатации. Во всех случаях оплата за ремонт осуществляется по своим правилам, ...