реферат на тему електричний струм у газах самостійні несамостійні розряди фізика

реферат на тему електричний струм у газах самостійні несамостійні розряди фізика

Однак, при передачі атому енергії близько 10ев (енергія, що купується вільним електроном при проходженні через різницю потенціалів в 10 в), останній переходить в іонізоване стан (електрон йде від ядра на як завгодно велику відстань). У газах при кімнатних температурах завжди присутня дуже невелика кількість іонізованих атомів, що виникли під дією космічного випромінювання (фотоіонізації). При приміщенні такого газу в електричне поле заряджені частинки починають розганятися, передаючи нейтральних атомів набрану кінетичну енергія і іонізуя їх. Явище протікання електричного струму через газ, спостережуване тільки за умови якого зовнішнього впливу на газ, називається несамостійним електричним розрядом. іонізація електронним ударом стає можлива тоді, коли електрон на довжині вільного пробігу набуває кінетичну енергію достатню для здійснення роботи по відриву електрона від атома. При тліючому розряді проміжок між катодом і анодом розділяється на області, що характеризуються різною яскравістю, і в яких відбуваються різні процеси.

Дугови й розря д — вид самостійного газового розряду, який виникає за високої температури між електродами, розведених на невелику відстань і супроводжується яскравим світінням у формі дуги.

іскровий розряд має вигляд яскравих зигзагоподібних розгалужених ниток — каналів іонізованого газу, які пронизують розрядний проміжок і зникають, замінюючись новими.

Явища, які характеризують даний розряд, викликаються електронними та іонними лавинами, що виникають в іскрових каналах, де тиски збільшуються до сотень атмосфер, а температура підвищується до 10000°с. Коро нний розря д — тип газового розряду, що виникає в сильних неоднорідних електричних полях навколо електродів із великою кривиною в газах із доволі високою густиною. Сильне неоднорідне поле має виникнути навколо лише одного електрода, інший може бути віддаленим, його роль можуть виконувати будь - які заземлені предмети.

За звичайних умов (не занадто високі температури; тиски, близькі до атмосферного) гази складаються з нейтральних атомів і молекул і не містять вільних зарядів (електронів та іонів). Закони фарадея для газів утрачають зміст у силу того, що в розчинах електролітів частинки являють собою або певні атоми, або певні групи атомів, а в газах конгломерати частинок можуть бути якими завгодно. Тоді, як і у випадку провідників, що підкоряються законові ома, залежність сили струму від напруги (тобто вольтамперна характеристика) для них матиме вигляд. На цьому проміжку відбувається збільшення кількості іонів, що проходять за одиницю часу через перетин розряду, а отже, збільшується і сила струму, оскільки швидкість заряджених частинок зростає з посиленням поля. Але незалежно від швидкості руху, кількість частинок, що проходить через розряд за одиницю часу, не може бути більшою за кількість частинок, що утвориться в газі під впливом іонізатора. Це відбувається, якщо іонізуюча здатність іонізатора настільки велика, що навіть при великих напругах електричне поле не встигає відводити всі утворені іони.

Крім того, іонізувати газ може короткохвильове електромагнітне випромінювання (уф, рентгенівське, у - випромінювання), корпускулярне випромінювання (потоки електронів, протонів, а - частинок) тощо. Але навіть така незначна електропровідність призводить до серйозних наслідків, наприклад витоку зарядів наелектризованих тіл навіть при добрій їх ізоляції. Число іонів у газі різко зростає, тому що зі збільшенням напруги поле передає іонам настільки велику енергію, що при зіткненні таких іонів із нейтральними молекулами останні розбиваються на іони та електрони.

При досить високій напруженості електричного поля вільний електрон встигає прискоритися до енергії, достатньої для іонізації атомів, якщо вони зустрічаються електронові на шляху, меншому за довжину його вільного пробігу.

Ці лавини, наздоганяючи одна одну, утворюють провідні містки зі стримерів, уздовж яких і проходять великі кількості електронів, що утворюють канали іскрового розряду.

Свічення газу при іскровому розряді відбувається за рахунок виділення великої кількості енергії й нагрівання газу в іскровому проміжку до дуже високої температури (близько 10 4 к). іскровий розряд широко застосовується як у техніці (запалення горючої суміші у двигунах внутрішнього згоряння, іскрові розрядники для запобігання перенапруження ліній електропередачі), так і на виробництві (електроіскрова точна обробка металів). Так, ним користуються при зварюванні й різанні металів, при виплавці сталі високої якості (дугова піч) і для освітлення (прожектори, проекційна апаратура). Якщо тиск знижувати і далі, то нитка ставатиме дедалі товщою, поки нарешті вся трубка, крім ділянки біля катода, не буде заповнена однорідним свіченням, що зветься додатним стовпом. На навколокатодному несвітловому проміжку (катодному темному просторі) відбувається сильне прискорення заряджених частинок (електронів і катіонів), що стають здатними вибивати електрони з катода електрони, що вилітають, іонізують молекули газу.

Для того щоб вибити з молекули або атома один електрон, треба витратити певну енергію, необхідну для здійснення роботи іонізації — роботи проти сил взаємодії між електроном, що виривається, та іншими частинками атома або молекули.

Число іонів у газі різко зростає, тому що зі збільшенням напруги поле передає іонам настільки велику енергію, що при зіткненні таких іонів із нейтральними молекулами останні. Відповідно до неї, виникненню каналу іскри (яскраво сяючого, розгалуженого і вигнутого) передує утворення стримера — сильно іонізованого провідного каналу, що виникає з окремих потоків електронів. Свічення газу при іскровому розряді відбувається за рахунок виділення великої кількості енергії й нагрівання газу в іскровому проміжку до дуже високої температури (близько 104 к). Дуговий розряддуговий розряд виникає між електродами, що контактують між собою, якщо їх почати повільно віддаляти один від одного, коли вони підключені до потужного джерела струму.

Якщо розглянути цей процес на прикладі вугільних електродів, то з часом вугільний катод загострюється, а на аноді з являється кратер — заглиблення в найгарячішому місці дуги.

Тліючий розряд широко використовується в багатьох областях техніки, але найактивніше — у виготовленні світних трубок для реклам, ламп денного світла і при напилюванні металів. Д — вид самостійного газового розряду, який виникає за високої температури між електродами, розведених на невелику відстань і супроводжується яскравим світінням у формі дуги.

іскровий розряд іскровий розряд має вигляд яскравих зигзагоподібних розгалужених ниток — каналів іонізованого газу, які пронизують розрядний проміжок і зникають, замінюючись новими.

Д — тип газового розряду, що виникає в сильних неоднорідних електричних полях навколо електродів із великою кривиною в газах із доволі високою густиною.