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PLASMA - CHAPITRE 7 (Régimes de décharge (Avant claquage \( V \ll V_b \) :…
PLASMA - CHAPITRE 7
Régimes de décharge
Avant claquage \( V \ll V_b \) : porteurs créés par radiation cosmique, par radioactivité, par effet photoélectrique
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Après claquage \( V > V_b\) : Effet d'avalanche électronique produisant une augmentation significative du courant (décharge de Townsend)
1) Avalanche électronique : Collisions électrons-neutres.
2) Ions créés frappent la cathode et créent des électrons secondaires.
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Décharge anormale : électrode couverte par des charges. Courant limité par l'aire des électrodes. Augmentation de la densité de charges produit des champs de charges d'espace très importants.
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Loi de Paschen
Faible pd : Peu de partenaires pour ionisation par collision donc il faut \(\Delta V\) plus grand pour que les électrons soient plus énergétiques pour avoir \(\sigma\) plus grand.
Fort pd : Pertes par collisions dans la phase gaz deviennent importantes donc il faut \(\Delta V\) grand pour maintenir niveau d'ionisation.
Démo 7.1 : Champ électrique dans décharge de Townsend. Utiliser Poisson et densité de courant surtout due aux ions (car les électrons sont rapidement perdus en décharge de Townsend). La distribution du champ dépend de \(J\).
Démo 7.2 : Loi d'échelle (but : trouver \(T_e\) dans la colonne positive)
Équation de diffusion : \(-D_a \nabla^2n_e = k_{iz}n_en_n\)
Pertes par diffusion = Gains par ionisation : \(\frac{D_a}{\Lambda^2} = k_{iz}n_n\)
Utiliser expressions approximées de \(k_{iz}\) et de \(D_a\). \(L \gg R\).
Démo 7.3 : Champ de maintien
3e equation de transport à l'état stationnaire en négligeant de le transport d'énergie (chaleur)
Force : Force électrique
Vitesse moyenne : Vitesse de dérive
Négliger gains par collisions
Énergie perdue en une collision : énergie d'ionisation
Utiliser \(k_{iz}\) approximé pour trouver l'expression du champ de maintien
Démo 7.4 : Analyse du courant pour trouver \(n_e(r=0)\).
\( I = \int_S \vec{J}\cdot d\vec{a} \)
Dans la colonne positive, courant surtout dû aux électrons