等离子清洗机中交变电场对气体放电有什么影响？
文章导读：等离子清洗机变化的电场中，电场频率和电极间距对放电会产生重要的影响，反应在表面处理效果上比较明显，具体是什么原理呢？今天我们来探讨一下：
图1 水平电极间距在40mm的放电
为了避免的电场频率对放电的影响，必须使电极间带电粒子的四分之一周期内完全到达电极，以不形成间隙中的空间电荷；为此当给定电极间距时交变电场频率应受到的限制，否则放电过程将受到空间电荷的影响，先考虑极板间的正离子的运动，假定交变电场E=E0cosωt，K+为正离子的迁移率（迁移率=带电粒子速度/电场强度），经过计算得出对于给定的极间距离d，交变场最大的频率为：
ƒmax=K+E0/2πd
如果频率确定，则极间相应距离为：
dmax=K+E0/2πƒ
这表明当d>dmax时，则当电场改变极性之前,正离子不能到达阴极消失。在临界状态，即半周期内，正离子来回通过间隙一次，则临界频率ƒc是ƒmax的二倍。
ƒc=K+E0/πd
下2图表示正离子在电场频率ƒmax<ƒ<ƒc时的运动情况。
ƒmax=K+E0/2πd
如果频率确定，则极间相应距离为：
dmax=K+E0/2πƒ
这表明当d>dmax时，则当电场改变极性之前,正离子不能到达阴极消失。在临界状态，即半周期内，正离子来回通过间隙一次，则临界频率ƒc是ƒmax的二倍。
ƒc=K+E0/πd
下2图表示正离子在电场频率ƒmax<ƒ<ƒc时的运动情况。
图2 正离子空间电荷运动示意图
a.ωt=0，电子崩中电子进人阳极，间隙中只剩下正离子，正离子以K+E速度向
阴极移动。
b.ωt=π/6，正离子移动d/3的距离。
c.ωt=π/2，正离子移动2d/3的距离，这时电场为零。
d.ωt=5π/6，电场改变极性，正离子移动改变方向。
e.ωt=π，正离子到达阳极，新阴极产新电子崩。
f. ωt=7π/6，间隙中所有正离子消失了。
由此可见，根据空间电荷的影响可以有以下三种情况：
ƒ<ƒmax时：无空间电荷积累，击穿条件和静态相似。
ƒmax<ƒ<ƒc：间隙中存在部分空间电荷，击穿电压比静态略低。
ƒ>ƒc时，正离子的积累加强了空间电荷，离子空间电荷将在极间振荡，击穿电压比静态更低。
如果的电场频率再提高，碰撞电离产生的电子也没有足够的时间到达阳极，将在间隙中振荡，并和气体碰撞，电场足够强时产生越来越多的电子，直到最后击穿，因而这时可以是无极放电，因为这时的阴极过程已不起作用了。
电子在的电极间的运动导致另一临界频率称为截止频率ƒce由于电子的迁移速度比离子大两个数量级；如果电子不能到达阳极，它们将通过复合、附着或扩散而消失，击穿将决定于损失的机制，经过计算得到截止频率为：
ƒce=K-E0/πd
如下图3所示在大气压下d=1cm的均匀电场中，的交变场击穿电压和静态击穿电场之比频率的关系。
阴极移动。
b.ωt=π/6，正离子移动d/3的距离。
c.ωt=π/2，正离子移动2d/3的距离，这时电场为零。
d.ωt=5π/6，电场改变极性，正离子移动改变方向。
e.ωt=π，正离子到达阳极，新阴极产新电子崩。
f. ωt=7π/6，间隙中所有正离子消失了。
由此可见，根据空间电荷的影响可以有以下三种情况：
ƒ<ƒmax时：无空间电荷积累，击穿条件和静态相似。
ƒmax<ƒ<ƒc：间隙中存在部分空间电荷，击穿电压比静态略低。
ƒ>ƒc时，正离子的积累加强了空间电荷，离子空间电荷将在极间振荡，击穿电压比静态更低。
如果的电场频率再提高，碰撞电离产生的电子也没有足够的时间到达阳极，将在间隙中振荡，并和气体碰撞，电场足够强时产生越来越多的电子，直到最后击穿，因而这时可以是无极放电，因为这时的阴极过程已不起作用了。
电子在的电极间的运动导致另一临界频率称为截止频率ƒce由于电子的迁移速度比离子大两个数量级；如果电子不能到达阳极，它们将通过复合、附着或扩散而消失，击穿将决定于损失的机制，经过计算得到截止频率为：
ƒce=K-E0/πd
如下图3所示在大气压下d=1cm的均匀电场中，的交变场击穿电压和静态击穿电场之比频率的关系。
图3 交变场击穿电压和静态击穿电场之比频率的关系
在交变场情况下，击穿电压和气压的关系也与静态不同，巴邢定律在较高的频率下不再适用。目前,交变电场产生等离子体的方式在工业应用与研究中被广泛应用.。比如大气压低温等离子体放电用中频电源、低气压射频电源以及微波源等等。
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