Рефераты по Физике

Электрический ток в газах

Страница 3

онизованных газах и плазме и приводит к практически полному исчезновению заряженных частиц при отсутствии противодействующих ей факторов. Кроме стационарных разрядов, основные характеристики которых не зависят от времени, существуют нестационарные (импульсные). Они возникают по большей части в сильно неоднородных или переменных во времени полях, например у заострённых и искривленных поверхностей проводников и электродов. Величина напряжённости поля и степень его неоднородности вблизи таких тел столь велики, что происходит ударная ионизация электронами молекул газа. Два важных типа нестационарного разряда — коронный разряд и искровой разряд. Коронный разряд, электрическая корона, разновидность тлеющего разряда; возникает при резко выраженной неоднородности электрического поля вблизи одного или обоих электродов. Подобные поля формируются у электродов с очень большой кривизной поверхности (острия, тонкие провода). При коронном разряде эти электроды окружены характерным свечением, также получившим название короны, или коронирующего слоя. Примыкающая к короне несветящаяся («тёмная») область межэлектродного пространства называется внешней зоной. Корона часто появляется на высоких остроконечных предметах (святого Эльма огни), вокруг проводов линий электропередач и т. д. Коронный разряд может иметь место при различных давлениях газа в разрядном промежутке, но наиболее отчётливо он проявляется при давлениях не ниже атмосферного. Разряд начинается, когда напряжение U между электродами достигает так называемого «начального потенциала» короны U0 (типичные значения — тысячи и десятки тысяч в). Ток коронного разряда пропорционален разности U—U0 и подвижности образующихся в разряде ионов газа; он обычно невелик (долима на 1 см длины коронирующего электрода). При повышении U яркость и толщина коронирующих слоев растут. Когда U достигает потенциала «искрового перекрытия», коронный разряд переходит в искровой разряд. Сопротивление данной среды, зависимость от температуры. При увеличении температуры, чаще происходит ионизация атомов, появляется больше свободных носителей заряда, и уменьшается количество атомов, препятствующих движению электронов и ионов. Таким образом, сопротивление уменьшается. Вольтамперная характеристика. Важнейшей характеристикой проводника является зависимость силы тока от напряжения — вольтамперная характеристика. Она имеет простейший вид для металлических проводников и электролитов: сила тока прямо пропорциональна напряжению (закон Ома ). Вольтамперная характеристика, зависимость напряжения от тока или тока от напряжения на участке электрической цепи. В. х. может изображаться аналитически — как функция V = f (I), где V — напряжение, I — ток; графически — в виде линии в системе координат (V, I), например, анодная характеристика электровакуумных ламп. При увеличении напряжения увеличивается сила тока. Когда напряжение достигает определённого значения, сила тока не меняется (этот ток называют током насыщения). С увеличением напряжения газ переходит в состояние плазмы, и сила тока продолжает увеличиваться. Характерные особенности проводимости данной среды. Механизм проводимости газов похож на механизм проводимости растворов и расплавов электролитов. Разница состоит в том, что отрицательный заряд переносится в основном не отрицательными ионами, а электронами. Таким образом, в газах сочетается электронная проводимость (проводимость металлов), с ионной проводимостью (проводимость водных растворов или расплавов электролитов).В растворах электролитов образование ионов происходит вследствие ослабления внутримолекулярных связей под действием молекул растворителя (молекул воды). В газах образование ионов происходит либо при нагревании, либо за счёт действия внешних ионизаторов (излучений). Применение закономерностей в технике, проявление их в природе. Газы в науке и технике используются, прежде всего, как электроизоляционные материалы. Для этого необходимы газы с большим удельным сопротивлением, высокой электрической прочностью и малым углом диэлектрических потерь. Газы с высоким значением e используются как конденсаторные материалы. Ёмкость конденсатора, заполненного газом, возрастает в e раз. Пьезоэлектрики широко применяются для преобразований звуковых колебаний в электрические и наоборот (приёмники и излучатели ультразвука, звукосниматели и др., см. Пьезоэлектрический датчик). Пироэлектрики служат для индикации и измерения интенсивности инфракрасного излучения. Сегнетоэлектрики применяют в радиотехнике для создания нелинейных элементов, входящих в состав различных схем (усилители, стабилизаторы частоты и преобразователи электрических сигналов, схемы регулирования и др.). К настоящему времени все виды электрических разрядов в газах исследуются и применяются во многих областях науки и техники. Тлеющий, дуговой и импульсные разряды используются при возбуждении газовых лазеров. Плазматроны, в которых основным рабочим процессом служит дуговой или ВЧ-разряд, являются важными устройствами в ряде областей техники, в частности при получении особо чистых полупроводников и металлов. Мощные плазматроны используются в качестве реакторов в плазмохимии. На применении искрового разряда основаны прецизионные методы электроискровой обработки. При фокусировке лазерного светового излучения происходит пробой воздуха в фокусе и возникает безэлектродный разряд (подобный ВЧ-разряду и искре), называется лазерной искрой. Мощные, сильноточные разряды в водороде служили первыми шагами на пути к управляемому термоядерному синтезу.

Копии часов Patek Philippe дубликаты часов Patek Philippe.

Перейти на страницу:  1  2  3