Йонизация на газове

Газовете са диелектрици, ако са в обикновени физически условия. В този случай, газовете в основните състоят от неутрални атоми и молекули, както и, заредените частици (електрони, йони) присъстват в определен обем газ само в количество минимална, не могат да образуват осезаем ток. Но от неутрални молекули и атоми, заредени частици - йони могат да се образуват, ако при някои обстоятелства броят на електроните в тях се променя: този процес носи името йонизация. Йонизираният газ е проводник.

Йонизацията се проявява под действието на галактични лъчи, рентгеново и ултравиолетово лъчение, най-високата температура и електронното поле.

Опитът показва, че посочените причини йонизиращи сами по себе си не може да доведе до значително увеличение на броя на заредени частици за единица обем, още повече, че заедно с процеса на йонизация подлежи на образуване на неутрални атоми и молекули, наречени рекомбинация.

Електрическата проводимост на газа, която се е появила в резултат на външния йонизиращ ефект, се нарича неустойчива. Ако външният йонизиращ фактор престане да функционира, тогава поради рекомбинация изчезва електрическата проводимост на газа. Най-важното е йонизацията на газови атоми и молекули, причинени от сблъсъка с бързо движещите се електрони. При такова сблъскване енергията на движещия се електронен се предава частично или изцяло на неутрален атом или молекула.

При достатъчно ударна енергия от неутрален атом или молекула се отделят един или няколко електрона, вместо неутрален атом или молекула се произвеждат положителни йони. Може да бъде и прилепването на електрона към неутрален атом или молекула, което води до образуването на отрицателен йон. Процесът на производство на йони при сблъсък на неутрални атоми и молекули с бързо движещи се електрони се нарича йонизация на въздействието.

В резултат на йонизирането броят на електроните се увеличава, което води до увеличаване на броя на сблъсъците и, както следва, до още по-голямо увеличение на броя заредени частици.

В йонизирано състояние газът е проводник. Позволява се електрическата проводимост на газ, подкрепена от йонизация на въздействието чрез въздействието на външно електронно поле самостоятелна категория.

Има няколко вида независими газове: тих, тлеещ, искра, дъга.

Тихо освобождаване се появява при относително голямо газово налягане (например атмосферно налягане), когато полето в разрядната междина между електродите е много неравномерно поради малкия радиус на кривина на електродите.

В близост до електродите обикновено се наблюдава тихо отделяне в местата, където интензивността на електронното поле постига определена стойност, наречена критична за даден газ, и е придружена от светлина - корона.

При предаване на електронната енергия при най-високото напрежение около проводниците на лентата често е възможно да се наблюдава (особено при влажно време) тихо (коронално) изпускане, което причинява вреда, причинявайки по-специално допълнителни загуби на енергия.

Гръмоотводът.При ниско налягане (около 1 mm Hg) в дълъг стъклен тръбопровод може да се получи светене, ако между електродите, разположени в неговите краища, се постави напрежение от няколко стотин волта. Различните газове в гръмотевично изхвърляне дават блясък на различни цветове. Поради това светещите газоразрядни лампи се използват за декоративни цели

Фиг. 1 волта ампер, характерна за лампа с нажежено разреждане.

Зависимостта на ток в лампата от тлеещ разряд напрежение между електродите (волт-амперна характеристика) е нелинейна, а в определен диапазон на напрежението на текущата конфигурация остава непроменена (BV част на фиг. 1). На тази фигура точката А на собствеността съответства на запалването на устройството, точка В до началото на дъгообразния изпускателен отвор. При стабилизиране на напрежението се използват газоразрядни устройства за гасене.

Искри от отговорност се появява между хладните електроди с голямо вътрешно съпротивление на източника на енергия. Йонизация на газ започва от електрон поле лавина придобива характер, с което лумена газ става проводим и искра скача между електродите. Същевременно съпротивлението на газовата разлика е рязко намалено.

Чрез разстоянието между електродите, при което се появява разрушаване на въздуха, може да се прецени големината на напрежението между електродите. На тази основа се използват междинни топки за измерване на много високи напрежения.

Изпускане на дъгата. При висока мощност на източника на захранване, искровото изпускане може да достигне дъга, по-стабилно независимо отделяне в газа при атмосферно или надценявано налягане.

Този вид изхвърляне носи името на електронна дъга или дъга на Петров, тъй като за пръв път се наблюдава през 1803 г. от д-р В. В. Петров. Съществена характеристика на изпускането на дъгата е, че тя е придружена от ослепителна светлина и силно нагряване на електродите (до 3000 ° C и повече).

Светлинният ефект на дъгата се използва за специално осветление (проектори, прожекционни устройства) и топлинното действие за заваряване и топене на метали.

Електронната дъга, която се получава при изключване на електронните устройства, не е необходима, тъй като нейното термично действие унищожава контактите на комутационните устройства (ключове, контактори, превключватели). Следователно трябва да предприемем специални мерки, в резултат на които устройствата за превключване стават значително по-сложни, размерите им нарастват.