Simulación computacional de la trayectoria de electrones de incepción en un tramo corto de aire

Abstract

Resumen .- En este trabajo se discuten las consideraciones teóricas necesarias para describir la dinámica de electrones en un gas bajo la acción de un campo eléctrico. El punto central de la discusión es el papel de las colisiones de los electrones con las moléculas del medio en la trayectoria final. En los primeros Capítulos se establecen la importancia del tema de investigación, los conceptos básicos de las descargas en gases, el estado del arte, las teorías de Townsend y de la Flámula, entre otras. En el tercer Capítulo se estudia el fenómeno mediante la Teoría Cinética y de los Fluidos. En el cuarto Capítulo se determinan los conceptos necesarios para realizar la simulación computacional, se aborda el problema de la probabilidad del siguiente choque una vez que se ha producido uno, y se desarrollan las ecuaciones para las secciones eficaces totales y diferenciales para colisiones con el modelo del apantallamiento de Coulomb. De esta manera se plantean las condiciones para poder evaluar la trayectoria de electrones en un medio gaseoso como el aire. Por último, se realiza la simulación con el código desarrollado en Lenguaje C y se obtienen los resultados numérica y gráficamente. Abstract .- In this study, theoretical considerations needed to describe the dynamics of electrons in a gas under the action of an electric field is discussed. The focus of the discussion is the role of collisions of electrons with molecules of the medium in the final trajectory. The early Chapters establish the importance of the research topic, the basic concepts of discharges in gases, the State of the Art, Theories of Townsend and Streamer, and others. In the third Chapter, the phenomenon is studied by Kinetic and Fluid theories. In the fourth Chapter the concepts necessary for computer simulation, the problem of the probability of the next shock once one has occurred are determined. Equations for total and differential cross sections for collisions are developed with the model of Coulomb shielding. Thus conditions to assess the trajectory of electrons in a gaseous medium such as air arise. Finally, the simulation is performed with the code developed in C language and results are obtained numerical and graphically.