Электрический ток в газах ГОУ лицей 64 Приморского района г Санкт – Петербурга, учитель физики Пьянова Л.В

Электрический ток в газах 1. Газы в обычных условиях –диэлектрики. Воздух используют в технике как изолятор: а)в линиях электропередач; б)между обкладками воздушных конденсаторов; в)в контактах выключателей. 2. При определённых условиях газы – проводники: молния, электрическая искра, дуга при сварке.

Процесс протекания тока через газ называется газовым разрядом. Ионизация газов. + молекула -е ион электрон Условия ионизации. 1. Высокая температура 2. Ультрафиолетовые лучи. 3. Рентгеновские лучи, α-лучи и т. д. Ионизация осуществляется при условии: eEλ>W связи, где λ – длина свободного пробега заряженных частиц. + -

Рекомбинация + -е При постоянной температуре наступает динамическое равновесие: N и = N р Вывод: электрический ток в газах есть направленное движение ионов и электронов. Несамостоятельный и самостоятельный разряды. А V 1. Первичная ионизация идёт за счёт внешних воздействий (несамостоятельный разряд) 2. Вторичная ионизация идёт за счёт неупругого соударения электрона с атомом (самостоятельный разряд)

Несамостоятельный газовый разряд – это разряд, существующий только под действием внешних ионизаторов. 1. Газ в трубке ионизирован, на электроды подаётся напряжение и в трубке возникает электрический ток. I U IнIн U*U* 2 При увеличении U возрастает I. 3. Когда все заряженные частицы, образующиеся за секунду, достигают за это время электродов (при некотором напряжении U*. Ток достигает насыщения. Если действия ионизатора прекращается, то прекращается и разряд.

Самостоятельный газовый разряд –разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора III\III\ I U пробоя U При некотором значении напряжения U пробоя сила тока снова возрастает. Ионизатор уже не нужен для поддержания разряда. Происходит ионизация электронным ударом. + е е + me V2me V2 2 >АiАi Вторая причина самостоятельного разряда – эмиссия электронов с катода.

График зависимости I=I(U). I U IнIн U*U*U пробоя А 0 В С ОА – только часть заряженных частиц доходит до электродов, часть рекомбинирует; АВ – ток почти не увеличивается (ток насыщения); ВС –самостоятельный разряд. I н = q N i V q –заряд иона; N i –число пар ионизированных ионов за единицу времени в единице объёма V;

Типы самостоятельного разряда. 1. Тлеющий разряд. Возникает при низких давлениях (в газосветных трубках и газовых лазерах ). Применяется в газосветных трубках, неоновых лампах, цифровых индикаторах, лампах дневного света, ртутных лампах низкого давления 2. Дуговой разряд. Возникает между близко сдвинутыми электродами Применяется в ртутных лампах высокого давления, источниках света при сварке металлов, в электроплавильных печах, при электролизе расплавов, в электропечах

3. Коронный разряд ( Е = В/м). Возникает при высоком давлении в резко неоднородном поле с большой кривизной поверхности (острие) (огни святого Эльма). Используют в электрофильтрах для очистки газов от примесей твёрдых частиц. Отрицательное явление: вызывает утечку энергии на высоковольтных линиях. 4. Искровой разряд. При Р=Р атм и при больших Е электрического поля (молния, пробой диэлектрика ). Этот разряд длится тысячные доли секунды при высоком Напряжении. Применяется при обработке металлов.