Газы – диэлектрики, но при определённых условиях их можно превратить в проводники электричества. Для этого в веществе, помещённом в ограниченное пространство, нужно вызвать появление движущихся носителей заряда – ионизировать газ. Рассмотрим, как это делается, что называют электрическим разрядом в газах, каковы его носители. Ознакомимся с разновидностями явления.
Электрический разряд в газах
Если пластины плоского конденсатора раздвинуть, подвести к ним напряжение в тысячи вольт, ничего не произойдёт. Когда между пластинами разместить плазму, например, пламя свечи, произойдёт ионизация молекул воздуха, и в цепи появится электрический ток. Ионизацию газа (положительную или отрицательную) вызывает повышенная температура, высокоэнергетическое излучение. Агрессивность ионизатора влияет на скорость образования ионов – проводимость газа.
Носители электрического заряда (тока) в газах – ионы и электроны. При пропускании тока ионизированные атомы и молекулы теряют заряд поблизости электрода, трансформируясь в нейтральные частицы. Электроны при этом поглощает положительный электрод. Часть носителей заряда исчезает при рекомбинации.
Для поддержания проводимости газообразной среды количество носителей заряда в ней нужно поддерживать статичным – восполнять утерю носителей заряда. Эту задачу решает сам электрический ток либо внешний источник ионизации. При этом для отделения электрона от молекулы или атома нужно приложить работу A = φe, где: φ – потенциал ионизации, e – заряд.
При пропускании электричества в газах порой проходят химические реакции, часть из которых невозможно провести при иных условиях. Протекающие в газообразной среде процессы разнообразны, часть из них учёные не способны объяснить и в XXI веке. К разряду в газах Закон Ома можно применять в исключительных случаях, ведь сопротивление среды зависит от множества факторов: сила тока, температура, напряжение, разнообразие внешних воздействий и эффект от них.
Разновидности газовых разрядов: самостоятельные, несамостоятельные и прочие
Различают два вида газовых разрядов: несамостоятельные и самостоятельные. Первые нуждаются во внешнем источнике ионизации. Ещё их называют тихими – обнаруживаются только посредством измерительных приборов. Самостоятельные разряды в газах не требуют дополнительного ионизатора. Цвет свечения протекания явления зависит от состава газообразной среды.
При классификации газовых разрядов учитывают состояние ионизированного вещества и частоту электромагнитного поля, которое приложили к нему. При разделении по состоянию различают: пробой газа, поддержание неравновесной или равновесной плазмы. В зависимости от частоты силового поля, воздействующего на вещество, газовые разряды бывают:
- Постоянными и низкочастотными.
- Радио- или высокочастотными.
- Микроволновыми или сверхвысокочастотными.
- Оптическими (от ультрафиолетового до инфракрасного излучения).
Процесс прохождения электрического тока через газы называется разрядом в газе.
Как вы считаете, материал был полезен?