Електрически ток в газове

При нормални условия, газовете са диелектрици, тъй съставен от неутрални атоми и молекули, и имат достатъчен брой свободни такси.

Йонизация и рекомбинация

Газове стават проводници, само когато те са по някакъв начин йонизиран. Йонизацията на газове е, че разделя един или повече електрони под влиянието на всеки атом причини. В резултат, вместо неутрален атом с положителен йон и електрон.

§ разпадане молекули на йони и електрони се нарича йонизация газ.

Част от електрони образувани могат да бъдат уловени с други неутрални атоми, и след това poyavlyayutsyaotritsatelno йони.

Така в йонизиран газ зареждане носители са три вида: електрони, положителни йони и отрицателна.

Четата на електрон от атом изисква определена енергийните разходи - Wi йонизационна енергия. Енергията на йонизация зависи от химическата природа на газа и състоянието енергия на електрона в атом. По този начин, разделянето на първия електрона на азотния атом, изисква енергия от 14,5 ЕГ, и да се отделят втория електрон - 29.5 ЕГ за трети разделяне - 47.4 ЕГ.

Фактори, които предизвикват йонизация на газ, наречен йонизатори.

Има три вида на йонизация: топлинна йонизация, фотойонизация и йонизация въздействие.

§ топлинна йонизация случва в резултат на сблъсък на атоми или молекули на газа при висока температура, ако кинетичната енергия на относителното движение на частиците се сблъскват надвишава свързваща енергия на електрона атом.

§ фотойонизация възниква под действието на електромагнитни лъчения (ултравиолетови, рентгенови или # 947; радиация), когато е необходимо да се отстрани електрон от атом енергия, квантов на радиация се прехвърля в него.

§ Electron йонизация въздействие (или йонизация въздействие) - е образуването на положително заредени йони в резултат на сблъсъци на атоми или молекули с бързо, с висока кинетична енергия електрони.

Процесът винаги е придружен от йонизация на процеса на възстановяване газ обратното на неутрални молекули на противоположно натоварени йони, поради тяхната електрическа привличане. Това явление се нарича рекомбинация. Когато рекомбинация пресата енергия, равна на изразходваната енергия за йонизация. Това може да доведе, например, сиянието на газ.

Ако действието е винаги йонизатор, се установява динамично равновесие, в което за единица време се намалява толкова, колкото молекули, колко от тях се разпада на йони в йонизиран газ. Концентрацията на заредени частици в дейонизирана газ остава непроменена. Ако се прекрати йонизатор, рекомбинацията ще започне да доминира над йонизация, а броят на йоните бързо намалява почти до нула. Следователно, присъствието на заредени частици в газа - временно явление (до йонизатор работи).

При липса на външното поле, заредените частици се движат произволно.

При поставяне на йонизиран газ в електрическото поле на свободните такси започне да работи електрически сили, и плаващите успоредно на линиите на напрежение: електроните и отрицателни йони - анода, положителните йони - катодната (Фигура 1.). йони електроди са превърнати до неутрални атоми, даване или получаване на електрони, като по този начин завършване на веригата. В газ електрически ток.

§ електрически ток в газове - е насочено движение на йони и електрони.

Електрически ток в газове, наречени газов разряд.

Общият ток в газ, съставен от две потоци от заредени частици: потока идва към катода, и потока насочено към анода.

Газовете комбинират електронна проводимост, подобен на проводимостта на метали, йонна проводимост, проводимостта на такива водни разтвори или стопилки на електролити.

По този начин, проводимостта газ е йонни електронен в природата.

Ако след достигане на насищане продължи да се увеличава потенциалната разлика между електродите, мощността на тока за достатъчно голямо напрежение рязко ще се увеличи (фиг. 4). Това означава, че има допълнителни газове йони над и над тези, които са образувани чрез действието на йонизатор. Сегашната силата може да се издигне до стотици и хиляди пъти, а броят на заредени частици, произведени в процеса на освобождаване от отговорност може да стане толкова голям, че външната йонизатор вече не е необходим за поддържане на освобождаването от отговорност. Ето защо, йонизатор вече могат да бъдат премахнати. Тъй като освобождаването от отговорност не е необходимо да се запази нейната външна йонизатор, той се нарича саморазряд.

Напрежение U = Ubr. където не-самостоятелно електрически разряд става самостоятелно наречен разбивка напрежение газ. и самата на такъв преход процеса - разпределението на електрическото газ.

Електрон ускоряване електрическо поле по пътя си към анода изправена йоните и неутрални молекули. Между две последователни сблъсъци на електрон енергия нараства с операционна силата на тока област. Колкото по-голяма потенциална разлика между електродите, толкова по интензитета на електрическото поле.

Ако кинетичната енергия надвишава работата на Wi. които трябва да се извършват, за да се йонизира неутрален атом (или молекула), електрона в сблъсъци с атома (или молекули) се появява му (й) йонизация нарича йонизация с електронен удар.

В резултат на електрони сблъсъци с друг атом образува положителен йон и електрон. По този начин, вместо единични заредени частици изглежда три - йон и два електрона. Тези електрони, от своя страна, получени в областта на енергетиката и йонизират новите атоми и т. D. Поради това, броят на заредените частици се увеличава много бързо. Описаният процес е подобен на образуването на лавина в планината и т.нар електрон (или йон) лавина.

Avalanche се увеличи броят на заредени частици в газа може да се инициира от действието на силни електрически полета, ако газът ще бъде най-малко един електрон. Йонизаторът в този случай не е необходимо. Например, в околния въздух, винаги има определен брой йони и електрони, получени чрез действието на радиоактивни лъчения кора, ултравиолетови и рентгенови лъчи от слънцето и други радиация прониква в земната атмосфера от пространството.

Обръщаме внимание на факта, че ролята на електрони и йони до образуването на лавина освобождаване на газове варира. Главната роля в йонизацията на въздействието играе свободни електрони.

Но само чрез електронна ударна йонизация не може да осигури дългосрочно саморазряд. В действителност, тъй като всички, които произтичат по този начин електроните се движат към анода и анода достига "са елиминирани от играта." За да се поддържа необходимото освобождаване емисията на електрони от катода ( "емисия" означава "излъчване"). Намалението на емисиите на електрон може да се дължи на няколко причини.

Положителните йони, образувани в сблъсъка на електрони с неутрални атоми, по време на движението си към катода при поле придобиват голяма кинетична енергия. Когато такива подутини бързи йони върху катода от повърхността на катода, електроните са избити.

Катодът може да излъчва електрони когато нагрява до висока температура. Този процес се нарича катод емисии. Това може да се разглежда като изпаряването на електрони от метала. В много топъл катод твърди емисиите настъпва при температури, при които изпаряване на веществото себе си не е достатъчно. Такива материали и използвани за производството на катоди.

С саморазряд катод отопление може да се дължи на бомбардиране на положителни йони. Ако йонна енергия не е твърде висока, изхвърлянето на електрони от катода се случи и електрони се отделят поради катод емисии.

Газовете при високи електрически полета електроните достигнат такива високи енергии, които започва електронна йонизация въздействие. Освобождаване от отговорност става независима и продължава без външен йонизатор.