ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ РОЗВИТКУ ЛАВИН ЕЛЕКТРОНІВ В ПОВІТРІ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ

ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ РОЗВИТКУ ЛАВИН ЕЛЕКТРОНІВ В ПОВІТРІ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ

The purpose of the work is to study the influence of the size of the discharge gap and the time dependence of the increase in the pulsed electric field to the characteristics of the avalanche stage of a pulse dielectric barrier discharge (PDBD) from the beginning of electron drift in increasing elec...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2025
Main Author: Vasetsky, Yu.M.
Format: Article
Language:English
Ukrainian
Published: Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2025
Subjects:
імпульсний діелектричний бар’єрний розряд
лавинно-стрімерний перехід
фотоіонізація
напруженість електричного поля лавини електронів
Online Access:https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1703
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Technical Electrodynamics

Institution

Technical Electrodynamics
id oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-1703
record_format ojs
institution Technical Electrodynamics
baseUrl_str
datestamp_date 2025-07-02T10:22:16Z
collection OJS
language English
Ukrainian
topic імпульсний діелектричний бар’єрний розряд
лавинно-стрімерний перехід
фотоіонізація
напруженість електричного поля лавини електронів
spellingShingle імпульсний діелектричний бар’єрний розряд
лавинно-стрімерний перехід
фотоіонізація
напруженість електричного поля лавини електронів
Vasetsky, Yu.M.
ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ РОЗВИТКУ ЛАВИН ЕЛЕКТРОНІВ В ПОВІТРІ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ
topic_facet pulse dielectric barrier discharge
avalanche-streamer transition
photo-ionization
electric field strength of electron avalanche
імпульсний діелектричний бар’єрний розряд
лавинно-стрімерний перехід
фотоіонізація
напруженість електричного поля лавини електронів
format Article
author Vasetsky, Yu.M.
author_facet Vasetsky, Yu.M.
author_sort Vasetsky, Yu.M.
title ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ РОЗВИТКУ ЛАВИН ЕЛЕКТРОНІВ В ПОВІТРІ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ
title_short ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ РОЗВИТКУ ЛАВИН ЕЛЕКТРОНІВ В ПОВІТРІ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ
title_full ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ РОЗВИТКУ ЛАВИН ЕЛЕКТРОНІВ В ПОВІТРІ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ
title_fullStr ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ РОЗВИТКУ ЛАВИН ЕЛЕКТРОНІВ В ПОВІТРІ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ
title_full_unstemmed ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ РОЗВИТКУ ЛАВИН ЕЛЕКТРОНІВ В ПОВІТРІ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ
title_sort електрофізичні процеси розвитку лавин електронів в повітрі у пристрої імпульсного діелектричного бар’єрного розряду
title_alt ELECTROPHYSICAL PROCESSES OF ELECTRON AVALANCHE DEVELOPMENT IN AIR IN THE DEVICE OF PULSE DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE
description The purpose of the work is to study the influence of the size of the discharge gap and the time dependence of the increase in the pulsed electric field to the characteristics of the avalanche stage of a pulse dielectric barrier discharge (PDBD) from the beginning of electron drift in increasing electric field, taking into account the threshold nature of the impact ionization process in the gas, the influence of photo-ionization to the enlargement of avalanches, diffusion and electrostatic repulsion of electrons at the head of the avalanche. Computational studies were carried out for the specific electrode system with the dielectric barrier located on the cathode for gas gaps 1–3 mm, voltage pulse with the amplitude of 25 kV and time of its achievement of 50 ns. It is established that after three or four stages, the electric field strength of the avalanche-streamer transition has a value of 80-100 kV/cm, which occurs ~30 ns after the voltage is applied, and weakly depends on the size of the gas gap.  For the test experiment with gap of 1.5 mm, such values occur at the moment of reaching the maximum current value. It is determined that the size of the electron avalanche for the given voltage pulse in the PDBD is determined by the process of electron diffusion. It is shown that after applying voltage as a result of the first stage of electron drift, the number of emitted photons capable of generating effective electrons for the further development of the avalanche process strongly depends on the size of the discharge gap. The limits of the discharge gaps with significantly different possibilities to initiate the avalanches at subsequent stages are determined. References 22, figures 9, tables 2.
publisher Інститут електродинаміки НАН України, Київ
publishDate 2025
url https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1703
work_keys_str_mv AT vasetskyyum electrophysicalprocessesofelectronavalanchedevelopmentinairinthedeviceofpulsedielectricbarrierdischarge
AT vasetskyyum elektrofízičníprocesirozvitkulavinelektronívvpovítríupristroíímpulʹsnogodíelektričnogobarêrnogorozrâdu
first_indexed 2025-09-24T17:40:25Z
last_indexed 2025-09-24T17:40:25Z
_version_ 1844167967124750336
spelling oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-17032025-07-02T10:22:16Z ELECTROPHYSICAL PROCESSES OF ELECTRON AVALANCHE DEVELOPMENT IN AIR IN THE DEVICE OF PULSE DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ РОЗВИТКУ ЛАВИН ЕЛЕКТРОНІВ В ПОВІТРІ У ПРИСТРОЇ ІМПУЛЬСНОГО ДІЕЛЕКТРИЧНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ Vasetsky, Yu.M. pulse dielectric barrier discharge avalanche-streamer transition photo-ionization electric field strength of electron avalanche імпульсний діелектричний бар’єрний розряд лавинно-стрімерний перехід фотоіонізація напруженість електричного поля лавини електронів The purpose of the work is to study the influence of the size of the discharge gap and the time dependence of the increase in the pulsed electric field to the characteristics of the avalanche stage of a pulse dielectric barrier discharge (PDBD) from the beginning of electron drift in increasing electric field, taking into account the threshold nature of the impact ionization process in the gas, the influence of photo-ionization to the enlargement of avalanches, diffusion and electrostatic repulsion of electrons at the head of the avalanche. Computational studies were carried out for the specific electrode system with the dielectric barrier located on the cathode for gas gaps 1–3 mm, voltage pulse with the amplitude of 25 kV and time of its achievement of 50 ns. It is established that after three or four stages, the electric field strength of the avalanche-streamer transition has a value of 80-100 kV/cm, which occurs ~30 ns after the voltage is applied, and weakly depends on the size of the gas gap.  For the test experiment with gap of 1.5 mm, such values occur at the moment of reaching the maximum current value. It is determined that the size of the electron avalanche for the given voltage pulse in the PDBD is determined by the process of electron diffusion. It is shown that after applying voltage as a result of the first stage of electron drift, the number of emitted photons capable of generating effective electrons for the further development of the avalanche process strongly depends on the size of the discharge gap. The limits of the discharge gaps with significantly different possibilities to initiate the avalanches at subsequent stages are determined. References 22, figures 9, tables 2. Метою роботи є визначення впливу величини міжелектродного проміжку і часової залежності зростання імпульсного електричного поля на характеристики лавинної стації імпульсного бар’єрного розряду від початку дрейфу електронів у поступово зростаючому електричному полі з урахуванням порогового характеру процесу ударної іонізації в газі, впливу фотоіонізації на розмноження лавин, дифузії і електростатичного розштовхування електронів до моменту досягнення у головці лавини умови початку стрімерного процесу. Розрахункові дослідження проведені для конкретної електродної системи з діелектричним бар’єром на катоді для газового проміжку 1–3 мм, імпульсу напруги з амплітудою 25 кВ і часом її досягнення 50 нс. Знайдено, що після трьох-чотирьох етапів генерації лавин їх перетворення у стрімері відбувається за напруженості поля 80-100 кВ/см, який настає через ~30 нс після подачі напруги і слабко залежить від величини газового проміжку. З’ясовано, що для експерименту з тестовим проміжком 1.5 мм такі значення напруженості і часу мають місце в момент досягнення максимальної величини струму. Встановлено, що розміри лавини електронів для заданого імпульсу напруги у пристрою імпульсного бар’єрного розряду визначаються процесом дифузії електронів. Показано, що після подачі напруги в результаті першого етапу дрейфу електронів кількість випромінених фотонів, здатних породжувати ефективні електрони для подальшого розвитку лавинного процесу, сильно залежить від величини розрядного проміжку. Визначено межі довжин проміжків із суттєво різною можливістю ініціювати розвиток лавин на наступних етапах. Библ. 22, рис. 9, табл. 2. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2025-06-30 Article Article application/pdf application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1703 10.15407/techned2025.04.003 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 4 (2025): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 003 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 4 (2025): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 003 2218-1903 1607-7970 10.15407/techned2025.04 en uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1703/1532 https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1703/1533 Авторське право (c) 2025 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0

Similar Items