А.А. Захаров – д.т.н., профессор,  кафедра «Электронные приборы и системотехника», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

E-mail: zaharov@sstu.ru

А.С. Банковский – к.ф.-м.н., доцент,  кафедра «Электронные приборы и системотехника», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

А.А. Абросимов – магистрант,  кафедра «Электронные приборы и системотехника», 

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. E-mail: sjkm0667@gmail.com

Постановка проблемы. Неоднородная плазма образуется, например, в областях отрицательного тлеющего свечения и анодного падения потенциала в тлеющем разряде в длинных цилиндрических трубках, а также в приборах тлеющего разряда, в которых расстояние между токовыми электродами соизмеримо с длиной катодного падения потенциала. Неоднородность такой плазмы (вдоль линии тока) учтена введением параметра неоднородности, связанного с геометрией плазмы и значениями концентрации электронов на ее границах. Наложение на плазму внешнего поперечного магнитного поля такой величины, при которой поверхностный заряд на плоских диэлектрических стенках равен нулю, приводит к тому, что пространственный заряд в объеме плазмы не образуется.

Цель. Получить и проанализировать энергетические параметры неоднородной вдоль направления линии тока плоской плазмы с неравным нулю пространственным зарядом, используя модель однородной плазмы с нулевым пространственным зарядом. Результаты. Получено уравнение баланса энергии электронов для неоднородной плазмы. Рассчитаны значения температуры электронов, которая определяет шумовые свойства плазмы и средние значения токовой компоненты электрического поля в зависимости от параметра неоднородности. Получена величина эффективной токовой составляющей напряженности электрического поля, определяемая температурой электронов и параметром неоднородности.

Практическая значимость. Снижение температуры электронов неоднородной плазмы, а так же возрастание величины эффективной токовой составляющей напряженности электрического поля может быть использовано при проектировании газоразрядных магнитоэлектрических преобразователей с низким уровнем шумов и высокой пороговой чувствительностью к величине магнитного поля.

1. Researchgate: Particle-in-cell simulations of electron dynamics in low pressure discharges with magnetic fields: 2017. URL = https://www.researchgate.net/publication/252734164_Particle-in-cell_simulations_of_electron_dynamics_in_low_pressure_ discharges_with_magnetic_fields (date of the application: 02.05.19).
2. Taccogna F., Dilecce G. Non-equilibrium in low-temperature plasma // The European Physical Journal D. 2016. V. 70. № 11. P. 37. DOI: 10.1140/epjd/e2016-70474-0.
3. Gohain M., Karmakar P.K. Evolutionary Sheath Structure in Magnetized Collisionless Plasma with Electron Inertia // Plasma Physics Reports. 2017. V. 43. № 9. P. 957−968. DOI: 10.1134/S1063780X1709.
4. Банковский А.С., Захаров А.А., Кушнарев А.Ю., Светлаков В.М. Амбиполярная диффузия в поперечном магнитном поле в неоднородной плазме тлеющего разряда // Материалы Междунар. науч-техн. конф. «Актуальные проблемы электронного приборостроения». Саратов: СГТУ. 2006. С. 471−481. DOI:10.1109/APEDE.2006.307458.
5. Банковский А.С., Захаров А.А., Подшивалова А.А. Свойства ограниченной низкотемпературной плазмы в поперечном магнитном поле в случае однородного амбиполярного поля // Известия ВУЗов. Физика. 2011. Т. 54. № 4. С. 7−10.
6. Банковский А.С., Иванов В.В., Кулакова В.И. Газоразрядные магнитоэлектрические преобразователи для измерения составляющих магнитной индукции // Электровакуумные и газоразрядная приборы. 1989. В. 1. № 124. С. 37−39.
7. Голант В.Е., Жилинский А.П., Сахаров И.Е. Основы физики плазмы. СПб.: Лань. 2011. 448 с. DOI: 10.1364/AO.20.001360.
8. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. М.: Наука. 1971. 543 с.
9. Банковский А.С., Захаров А.А., Иванова А.А. Электрофизические свойства плоской газоразрядной плазмы, ограниченной диэлектрическими стенками // Радиотехника. 2015. № 7. С. 48−53.