В газах различают два вида разрядов, возникающих вследствие действия электромагнитного поля: самостоятельные и несамостоятельные. Первые способны поддерживать себя сами, вторым нужен внешний источник ионизации молекул или атомов. Разберёмся, что называется газовым разрядом, когда он возникает.
Газовый разряд: это что в физике
Любой газ при давлении сравнимым с атмосферным или высшим в несколько раз и температурах в десятки градусов по Цельсию – прекрасный диэлектрик. Помещенный в сухой воздух электрометр долго не разряжается, при повышении влажности заряд иссякает быстрее. Объяснение простое: в газе нет или недостаточно свободных носителей электрической энергии – ионов, электронов. Когда в газообразном веществе появляются ионы – молекулы либо атомы расщепляются на электроны и положительно заряженные молекулы.
Для этого нужен ионизатор, например, плазма – исходящее от горящего предмета пламя. Его энергия ионизирует частицы газа – вырывает из их оболочки электроны. Последние присоединяются к положительным атомам, делая их нейтральными. Вследствие, газ обзаводится электронами, положительными и отрицательными ионами – он становится проводником. Пропускание электричества газообразной средой называется газовым разрядом.
Несамостоятельный разряд
Ионизатором частиц газообразной среды могут выступать различные электромагнитные волны: ультрафиолетовые, инфракрасные (тепло), альфа-, гамма-, рентгеновские лучи. Для создания одного иона нужно потратить 4-25 эВ энергии ионизации. Параллельно с ним происходит рекомбинация: ионы встречаются с электронами и образовывают нейтральные молекулы. Чем интенсивнее ионизация, тем быстрее протекает рекомбинация.
Несамостоятельный разряд в газах протекает только под действием внешнего источника ионизации. В цепи с газовым промежутком, подвергающимся непрерывному воздействию ионизатора, течёт ток. Его величину определяет приложенное напряжение. В определённый момент ток при повышении напряжения расти перестанет, ведь образованные за определённое время источники заряда за такой же временной промежуток достигают электрода. Этот ток называется током насыщения, он определяется интенсивностью ионизатора.
При дальнейшем повышении потенциала ток в определённый момент резко возрастает, начинается лавинообразное образование электронов и ионов.
Вообще, электропроводность газов всегда больше нуля, ведь на них постоянно действуют излучения:
- естественные, приходящие из космоса;
- искусственные – создаются человеком, например, средствами связи.
И эта мизерная проводимость – причина разряда наэлектризованных объектов.
Как вы считаете, материал был полезен?