8 / 13
М.С. Яшин, В.В. Онуфриев
8
Инженерный журнал: наука и инновации
# 7
2016
начинает заметно проявляться в случае составного коллектора
с большой контрастностью по работе выхода. На рисунке
г
видно,
что с увеличением значений
заметно меньше становится ток
ионов, проходящий границу плазма — электрод, что является след-
ствием снижения концентрации плазмы, а ток ионов вследствие по-
верхностной ионизации, хотя и превышает значения для классиче-
ского ТЭП, по-прежнему составляет не более 0,1 % полного ионного
тока. Причиной этого является задерживающее «поле пятен» на
участках, где значения работы выхода высоки.
При пониженном давлении паров цезия уменьшаются потери на
рассеяние в плазме, и в определенных пределах это аналогично
уменьшению межэлектродного зазора. Подобным образом изменяет-
ся и значение приколлекторного скачка потенциала, который растет
с уменьшением давления. Это вызвано повышенной температурой
электронов в коллекторе по сравнению с температурой в классиче-
ском дуговом ТЭП. Высокая энергия электронов, выходящих из
плазмы, позволяет им преодолевать больший потенциальный барьер.
Благодаря высокой энергии электронов ионизация цезия преобладает
над рекомбинацией не только в узкой приколлекторной области, как
в классическом дуговом разряде, а почти по всей длине межэлек-
тродного зазора, что обусловливает более плавное изменение потен-
циала.
Уменьшение работы выхода коллектора ведет к увеличению по-
лезного напряжения на нагрузке, соответствующему разности значе-
ний работы выхода, однако полезное напряжение увеличивается до
тех пор, пока эмиссионный ток с коллектора не сравняется с полным
током, протекающим через преобразователь. При дальнейшем увели-
чении тока эмиссии с коллектора приколлекторный скачок потенциа-
ла уменьшается и впоследствии приобретает обратный знак. Таким
образом, при низких значениях работы выхода большой эмиссион-
ный ток коллектора компенсируется приростом приколлекторного
скачка потенциала, и после определенного предела уменьшение ра-
боты выхода коллектора никак не сказывается на распределении па-
раметров плазмы и выходных характеристиках.
Из четырех рассмотренных вариантов выходное напряжение ока-
залось наибольшим в ТЭП с однородным коллектором и работой вы-
хода
2, 22
k
эВ. Однако приращение полезного напряжения 0,2 В
не соответствует изменению работы выхода на 0,3 эВ. В случае сос-
тавного коллектора «поле пятен», образующееся на поверхности,
складываясь вблизи электрода с полем в плазме, должно компенси-
ровать рост эмиссионного тока с областей, где значения работы вы-
хода низкие, и ускорять ток с областей, где эти значения высокие.
Для электронов, выходящих из плазмы на электрод, должен наблю-