Исследования газового разряда начатые после изобретения А Вольта

Исследования газового разряда, начатые после изобретения А. Вольта в 1800 году источника тока, сыграли решающую роль в развитии физики и привели в конце XIX века к открытию электрона, радиоактивности и возникновению атомной и ядерной физики

Газ при нормальных условиях – диэлектрик Ионизация газа – расщепление его нейтральных молекул и атомов на ионы противоположных знаков и электроны Ионизаторы газа – источники, вызывающие электропроводность газа Ионизаторы газа Высокая температура (пламя) Рентгеновские, ультрафиолетовые, гаммалучи Источники быстрых заряженных частиц (например катодные лучи)

Газовый разряд – процесс протекания электрического тока через газ Ионизация газа, возникающая вследствие столкновений атомов и молекул газа при высокой температуре Ионизация газа, возникающая при вследствие ударе атома или воздействия на молекулы него электроном электромагнитными волнами высокой имеющим большую кинетическую частоты

ио К ни за то р Газовый разряд – упорядоченное движение положительных и отрицательных ионов и электронов под действием внешнего электрического поля + - - А I С увеличением напряжения все большее число ионов и электронов будут дрейфовать к электродам он к За - + 0 ма О a U

ио К ни за то р На участке аb сила тока растет медленнее, чем напряжение + - - А На участке bс все образовавшиеся ионы и электроны, образующиеся в газе за единицу времени, будут электродов I достигать состояние bс – насыщения bтокс н ко За - + 0 аa м насыщения О Uнас U

ио К ни за то р При достижении некоторого напряжения насыщения кинетическая энергия электронов становится столь велика, что сталкиваясь с нейтральными атомами они могут их Возникшие электроны также ионизировать. способны вызвать ионизацию А атомов. Возникает лавинный разряд, при котором сила тока вновь станет расти (сd) I + d bтокс он аa м насыщения О к За - + 0 Uлав U

Несамостоятельный разряд – газовый разряд, который может происходить только при наличии ионизатора Участок оd характеристики соответствует несамостоятельному разряду I Участок сd характеристики, соответствующий ток насыщения d несамостоятельному разряду используют в b с пропорциональных счетчиках аa м О элементарных частиц (число н о к получаемых электронов За пропорционально числу 0 U первичных электронов) в газовых лазерах

оятель разряд ный то р При напряжении пробоя не только электроны, но и массивные положительные ионы приобретают достаточную кинетическую энергию и бомбардируя катод выбивают новые электроны. Это явление носит название вторичной эмиссии + - - А I самост К ио ни за e bток с aнасыщения он к За - + 0 d ма О Uпроб U

тояте л разря ьный д Под ударами тяжелых ионов катод разогреется и из него начнется термоэлектронная эмиссия. e самос I bток с d н ко a насыщения О ма За 0 Uпроб U Вблизи катода возникнет электрическое поле очень большой напряженности, под действием которого электроны катода сами станут покидать катод. Это явление называется автоэлектронной эмиссией. При самостоятельном разряде наблюдается фотоионизация – ионизация атома при взаимодействии с одним или несколькими фотонами. Самостоятельный разряд – газовый разряд, происходящий за счет внутренних процессов в газе, который может протекать без воздействия на газ внешнего ионизатора

Самостоятельный разряд Тлеющий разряд –разряд, возникающий в газе за счет ионизаторов естественного происхождения (космических лучей, грозы и др. ) при очень низких давлениях в газе (порядка 40 мм. рт. ст. ) и при высоких напряжениях (порядка 1000 В). Ток Применение: составляет несколько миллиампер Лампы дневного света неон аргон Основные механизмы: Термоэлектронная эмиссия Ударная ионизация гелий

Самостоятельный разряд Электрическая дуга – самостоятельный разряд, возникающий при разведении соприкасавшихся заостренных угольных электродов, находящихся под напряжением в несколько десятков вольт. Ток составляет десятки, сотни. Применение: ампер Основные Сварка металлов механизмы: Мощные источники Термоэлектрон света сте ная эмиссия В ме кта Дуговые лампы а конт атура Термическая сверхвысокого пер яет тем авл ионизация давления сост и тысяч тк деся дусов Газовые усилители гра Ртутные выпрямители

Самостоятельный разряд Коронный разряд – самостоятельный разряд, возникающий вблизи электродов, имеющих большую кривизну поверхности (у острия), где напряженность электрического поля особенно велика. Ток составляет малые доли ампер Основные механизмы: фотоионизация ударная ионизация Применение: Электрофильтр ы

Самостоятельный разряд Искровой разряд – самостоятельный разряд, возникающий в газе при атмосферном давлении и очень большой напряженности электрического поля порядка 106 В/м существующего в течение малого времени. Ток составляет сотни тысяч. Основные ампер механизмы: фотоионизация Термоионизация Лавинное Применение: размножение Искровые вольтметры (позволяют измерять электронов напряжение в сотни тысяч вольт) Электроискровая обработка металлов