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大气压空气中重复频率纳秒脉冲气体放电模式研究
一、引言
大气压空气中的脉冲放电广泛应用于高压技术、航空航天、环保设备等领域。在这些领域中，气体放电技术一般都是通过高能电子与气体分子的碰撞实现的，并且不同的气体和电压条件下，放电模式也会有所不同。
本文主要针对在大气压下的空气中的重复频率纳秒脉冲气体放电模式进行研究。通过实验研究和分析，探索不同的放电模式对于空气中的放电质量和效率的影响，为气体放电技术的应用提供参考。
二、实验方法
1、实验装置
实验装置主要由高压电源、放电腔和示波器组成。其中高压电源的输出电压范围为0~30kV，可调节电压频率和占空比。放电腔为圆形，内径为50mm，电极为钨片电极，电极间距为5mm，腔体上端设置为窗口式，便于观测信号波形。示波器用于测量放电脉冲的幅值、周期、占空比等参数。
2、实验流程
将实验装置搭建好后，首先将放电腔内置于真空室中，抽取真空至10-3Pa以下，排出放电腔内的气体。待真空度稳定后，将放电腔恢复到大气压力，加入空气。然后，通过高压电源给放电腔提供高压脉冲，同时使用示波器来记录放电脉冲波形，并测量其幅值、周期、占空比等参数。
在实验过程中，需要对不同的工作参数进行调整，如电压、频率、气体种类等，以探究它们对放电模式的影响。同时还需注意保证实验现场的安全，避免高压电波伤害人体。
三、实验结果
通过实验，本文对不同电压、频率、电极距离等条件下的气体放电进行了研究，得到了以下实验结果：
1、不同电压下的放电模式
当电压低于10kV时，放电模式为导电模式，电弧在两电极间建立，集中放电。当电压在10~20kV之间时，放电模式由导电模式转变为伪流态，较大的脉冲电流在两电极之间流动；当电压超过20kV时，开始进入自逸态，并出现空间电荷云，且放电能量有较大的散失。
2、不同频率下的放电模式
随着频率的升高，电弧放电被增强，同时放电能量也得到增加，但是放电时效率会降低。当频率达到一定值时，放电模式由高频电弧放电转变为有阻抗的伪流态放电。
3、不同电极距离下的放电模式
当电极间距为5mm时，放电模式为导电模式，并容易引起放电泄漏；当电极间距为10mm时，放电模式为伪流态，放电热量比导电模式要少，但放电效率更高；当电极间距超过15mm时，放电模式趋向自逸态，并导致放电强度下降。
四、结论
通过实验研究和分析，本文得出以下结论：
1、在大气压下，不同电压和频率条件下，空气中的气体放电模式有所不同，同时也会影响放电效率和质量。
2、当气体放电电压低于10kV时，以导电模式为主，其间放电能量比较集中；当电压在10~20kV之间时，放电模式由导电模式转变为伪流态，较大的脉冲电流在两电极之间流动；当电压超过20kV时，开始进入自逸态，并出现空间电荷云，且放电能量有较大的散失。
3、随着频率的升高，放电效率会有所降低，但放电强度升高；当频率达到一定值后，放电模式也会发生转化。
4、当电极间距在一定范围内时，放电模式比较稳定，能够达到较高的放电效率和质量；若电极间距过大或过小，放电模式会受到影响。
因此，在实际的气体放电实验和应用中，需要根据实际情况进行优化设计和调整，以达到最佳的放电效果和质量，进一步推动气体放电技术的应用和发展。