Рефераты по Физике

Электрический ток в газах

Страница 2

я как затратой, так и выделением энергии; в последнем случае говорят, что атомы (молекулы) данного вещества обладают сродством к электрону(сродство к электрону, электронное сродство, способность некоторых нейтральных атомов, молекул и присоединять добавочные электроны, превращаясь в отрицательные ионы). Электрический разряд в газах, прохождение электрического тока через газовую среду под действием электрического поля, сопровождающееся изменением состояния газа. Многообразие условий, определяющих исходное состояние газа (состав, давление и т. д.), внешних воздействий на газ, форм, материала и расположения электродов, геометрии возникающего в газе электрического поля и т. п. приводит к тому, что существует множество видов электрических разрядов в газах, причём его законы сложнее, чем законы прохождения электрического тока в металлах и электролитах. Электрические разряды в газах подчиняются закону Ома лишь при очень малой приложенной извне разности потенциалов, поэтому их электрические свойства описывают с помощью вольтамперной характеристики . Вольтамперная характеристика разряда. 2 Газы становятся электропроводными при их ионизации. Если электрический разряд в газах происходит только при вызывающем и поддерживающем ионизацию внешнем воздействии (при действии т. н. внешних ионизаторов), его называют несамостоятельным газовым разрядом. Электрический разряд в газах, продолжающийся и после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным. Один из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах-тлеющий разряд. Происходит при низкой температуре катода, отличается сравнительно малой плотностью тока на катоде и большим (порядка сотен вольт) катодным падением U потенциала. Тлеющий разряд может возникать при давлениях р газа вплоть до атмосферного, однако подавляющее большинство исследований тлеющего разряда проведено при р от сотых долей до нескольких мм. рт. ст. Электроны из катода тлеющего разряда испускаются главным образом под действием ударов положит, ионов и быстрых атомов (и частично — за счёт фотоэффекта и энергии метастабильных атомов). Для внешнего вида тлеющего разряда в длинной цилиндрической трубке при давлениях порядка десятых долей мм. рт. ст. и выше характерно наличие ряда областей, визуально сильно отличающихся одна от другой (рис. 1). Происхождение этих областей объясняется особенностями элементарных процессов ионизации и возбуждения атомов и молекул. Важнейшей из них, определяющей само существование тлеющего разряда при указанных условиях, является темное катодное пространство, в котором в результате ударной ионизации электронами образуются положительные ионы, обеспечивающие эмиссию электронов из катода. Напряжение между электродами тлеющего разряда (напряжение горения) зависит в основном от двух параметров: произведения р на расстояние l между электродами (р× l) и плотности тока на катоде j. Общая классификация различных форм тлеющего разряда была установлена в исследованиях советского учёного Б. Н. Клярфельда и его учеников. Она распространяется на случай сверхмалых значений p l и j, когда в пространстве между электродами отсутствует пространственный заряд (пространственный заряд, объёмный заряд, электрический заряд, рассредоточенный по некоторому объёму) и поле практически однородно. В таком, по терминологии Клярфельда, простейшем т.р. отсутствуют упомянутые выше отдельные области, и газ ионизуется электронами во всём межэлектродном промежутке. При увеличении p l и j возможно существование двух форм тлеющего разряда — нормального и плотного. В первом из них электроны эмитируют только часть поверхности катода. При этом j и U остаются постоянными, а с ростом тока эмиссия происходит со всё большей площади катода. Плотный тлеющий разряд наблюдается при больших j. Для него характерно резкое возрастание напряжения горения с ростом тока. Особой формой тлеющего разряда является разряд с полым катодом (катод имеет форму полого цилиндра или двух параллельных пластин). В таком тлеющем разряде электроны, многократно колеблющиеся между стенками катода, интенсивно ионизуют газ. Тлеющий разряд с полым катодом отличается от обычного тлеющего разряда значительно большими плотностью тока и яркостью свечения. Свойства и характеристики тлеющего разряда используются в технике (например, стабилитроны, тиратроны т.р.). Тихий разряд наблюдается при давлении газа порядка атмосферного. Внешними ионизаторами могут быть: естественное радиоактивное излучение, космические лучи, потоки фотонов (сильное световое облучение), пучки быстрых электронов и т. д. Ионизаторы двух последних типов используются (преимущественно в импульсном режиме) в газовых лазерах. Переход несамостоятельного электрического разряда в газах в самостоятельный характеризуется резким усилением электрического тока и называется электрическим пробоем газа. После короткого переходного процесса самостоятельный газовый разряд становится стационарным. Обычно такой разряд осуществляют в закрытом изолирующем сосуде (стеклянном или керамическом). Ток в газе течёт между двумя электродами: отрицательным катодом и положительным анодом. Одним из основных типов газового разряда, формирующимся, как правило, при низком давлении и малом токе, является тлеющий разряд. Тлеющее свечение обусловлено рекомбинацией ионов и электронов в нейтральные атомы или молекулы. Для положительного столба разряда вследствие постоянной и большой концентрации электронов характерны незначительное падение потенциала в нём, свечение, вызываемое возвращением возбуждённых молекул (атомов) газа в основное состояние (состояние с наинизшей возможной энергией), и большая электропроводность. Рекомбинацияионов и электронов, образование нейтральных атомов или молекул из свободных электронов и положительных атомных или молекулярных ионов-процесс, обратный ионизации. Рекомбинация происходит главным образом в и

Пилки маникюр спб студии маникюра.

Перейти на страницу:  1  2  3