Електрически ток в газове

Фигура 14.15 - йонизация

Газът се състои от неутрални молекули (или атоми). Ето защо, при нормални условия е диелектрик. Изолационните свойства на газовете изразяват в това, че зарежда тялото във въздуха в продължение на дълъг период от време да запазят своя заряд. За да се превърне в газ за провеждане, е необходимо да се йонизира молекули (разкъсване на електрони) (фиг. 14,14). Йонизатори може да служи космическите лъчи, радиоактивни и UV радиация, лъч бързи електрони, и т.н. Под влиянието на тези йонизатори газови молекули разделя на електрони и положителни йони. В резултат на електрон свързване към неутрални молекули могат да образуват отрицателни йони.

Йонизация на газа се извършва, когато се нагрява. При достатъчно висока температура газови молекули започват да се движат бързо, така че част от тях се разлага, превръщането в йоните от сблъсъци.

Ако в съд, напълнен с газ, да се въведе два електрода, в присъствието на електрическо поле между тях чрез йонизиран газ ток отива: електрони и отрицателни йони ще се движат към положително зареден електрод и положителните йони - на отрицателно зареден електрод (ris.14.15). Този ток може да бъде придружено от различни термични и оптични явления (луминисцентни).

Преминаването на електрически ток през изхвърлянето на газ се нарича газ.

Ако възникне отговорност газ само в най-трудните и подпомагане на йонизация на външно влияние, тя се нарича не-саморазряд. При прекратяване на останалите електрони и положителни йони в Отново се сблъсък външната йонизатор за образуване неутрални молекули (процес, наречен рекомбинация) (ris.14.16) и не-самостоятелно изпразване се прекратява.

Чрез процеса на йонизация и рекомбинация с непроменени свойства йонизатор и външни условия в съда може да осигури постоянна концентрация на трите вида носители средно: положителни и отрицателни йони и електрони (отрицателно концентрация йони обикновено е ниско, по-малко концентрация на положителни йони и електрони).

Чрез увеличаване на напрежението между анод и катод ток се увеличава силата (ris.14.17, OA порциите) - все по-голям брой превозвачи, участващи в движението нареди в електрическо поле. Тъй като стойността на напрежение Un растеж ток на спирки (ris.14.17, раздел AB), мощността на тока се изравни - насищане ток Ir сила. Постигнато насищане показва, че всички заредените частици, които се появяват в момента на контейнера за единица (поради действието на йонизатор и рекомбинацията) са включени в процеса на освобождаване на газ и по-нататъшно увеличаване на текущата сила е невъзможно (SD място).

В определена стойност на напрежението сила на тока рязко се увеличава (ris.14.17, сегмент пр.Хр.). Ако премахнете йонизатор сега, газоразрядни спира.

изпускане на газ продължава дори след прекратяване на външен йонизатор, наречен саморазреждане. Преходът в независима не-саморазряд се характеризира с рязко увеличение на текущата сила и се нарича електрически разпределение на газа. Увеличаването на броя на носители на заряд (електрони и йони) след това не са причинени от външни и вътрешни фактори - електронна йонизация въздействие (при високи напрежения, електрони се ускоряват до енергия при което са в състояние за йонизиране сблъсък с тях газови молекули) и електрон емисии от катода , Последното може да се дължи на нагряване на катода, и духа на положителни йони.

В самото начало на освобождаването от отговорност на технологичен газ трябва да има поне малко на брой заредени частици, които при нормални условия винаги съществуват в газа. След увеличаване на напрежението в съда с (тръба газоразрядни) на газ може да доведе до саморазряд, дори когато специален йонизатор не се използва.

усложнява процеса по освобождаване от отговорност на газ и състава на превозвачите, както и законите, които управляват процеса. Както се вижда от фигура 158, изхвърлянето на газ се подчинява закона на Ом е само за малки стойности на напрежението и силата на тока.

В зависимост от условията на ток, преминаващ през газа, както и състоянието на газа може да се наблюдава на различни видове саморазряд. Най-важните от тях са тлеещ разряд дъга, корона и искра.

изхвърлянето на дъгата (ris.14.19) се различава от тлеещ разряд, който може да възникне при атмосферно налягане, характеризиращ се с (обикновено) високо температура електроди газ добра електрическа проводимост, високи стойности на ток.

В най-простия случай на освобождаване дъга настъпва между въглеродните електроди, свързани към източник на ток, дадена в контакт, и след това се развежда известно разстояние. дъговия разряд се появява като светло нажежен или колан кабел (дъга), последвано от ултравиолетова радиация.

Електрическата дъга като физическо явление е открит от български физик проф VV Петров телевизия през 1802 г. и се използва за осветяване на българския инженер PN Yablochkov през 1876. дъговия разряд се използва електрически заваряване на метали (като заваряване), както и проектори и проекция апарат като мощен източник на светлина.

В "студен" дъга отговорност в живачни лампи работи и дневните (флуоресцентни лампи). Ултравиолетови лъчения, произведени от изхвърлянето се превръща във видима светлина чрез фосфор нанася върху вътрешната повърхност на резервоара на лампата.

Spark и короната разряди се срещат в много нееднакви електрически полета. заустване Spark при атмосферно налягане, високо напрежение и има формата на зигзаг ярки, появяващи се и изчезващи. Пример на мощен освобождаване искра е цип (фиг. 14,20). По-скромен искра се превръща в "работен инструмент" в искра обработка на метали.

коронен разряд настъпва при високо напрежение в рязко нееднакво електрическо поле в близост до повърхността на електрод с високо кривина (върха, тел). Тази категория има формата на светлинен хало - короната, откъдето идва и името.

разряд Пример корона са така наречените "Светлините Свети Елмо" (ris.14.21), получена по време гръмотевични бури или приближение (когато електрическото поле е особено висока в атмосферата) на острите краища на мачтите, единични дървета, кули, а понякога дори по главата или високо вдигната човешката ръка. Името на светлините, получени през Средновековието с името на църквата Св Елмо, на прага на кули, които често се наблюдават.

коронен разряд се използва в електростатични филтри. Йонизиран газ (ris.159) се движи по протежение на тръбата филтър. Йоните се отлагат върху частиците на дима, и тези движи в електрическото поле на освобождаване на външния цилиндър, се отлагат върху него. Има много ефективни филтри за пречистване на димни газове от 99%.

В случаите, когато важни диелектрични свойства на въздух, трябва да се бори с възможно възникване на газоразрядни. Например, корона освобождаване до предаване линия (преносна линия) на води до загуба на електрическа енергия. При високо освобождаване на напрежението може да се осъществи в искра. За да се предотврати появата на освобождаване в предавателната мощност линия и в други случаи се увеличи разстоянието между проводника, закръглят острите ръбове, покриване на електродите с метални капачки на голям диаметър и т.н.

Особено голяма вреда може да предизвика гигантска искра атмосферен разряд - мълния. За да го предпази от мълния прилага.

Когато се отвори, висок ток верига с преминаването на въздуха, и дори да предизвика искрене може да се случи. Ето защо, използвани маслени прекъсвачи.

Веществото в изпускането на газ е в плазмено състояние.

Plazmoynazyvayut частично или напълно йонизиран газ, при което плътността на положителни и отрицателни заряди са почти идентични. Зареждащи носители са електрони в плазмата, и йони, образувани чрез йонизация на газа.

Състоянието на плазмата на голяма част от същността на Вселената. T≤10 плазма с температура 5 ° С се нарича ниска температура (отговорност плазма газ, пламък, горната част на атмосферата, междузвездното среда и галактически мъглявина). Има специални устройства с което създава струя плътни нискотемпературни плазма - плазмени горелки. С помощта на своята кройка и заваръчните метали, различни приложни покрития подготвени таксуват ускорители на частици и т.н.

Плазма с температура 6 ° С t≥10 нарича гореща или висока температура. Такава плазма съществува във вътрешността на слънцето и другите звезди. При лабораторни условия, плазма при висока температура се използва в контролирано изследване термоядрен синтез.

MHD генератори (MHD генератори) са важен и обещаващ област на приложение на плазма. Генераторът на MHD на плазмения лъч (ris.160) преминава между двата електрода (А и В) със скорост, перпендикулярна на магнитните силови линии. Под действието на силата на Лоренц противоположно заредени частици се изместват към различни електроди. Между електродите потенциална разлика и електрически ток чрез затваряне на веригата. Предимства на генератора за MHD - без триене енергийните загуби, пряко преобразуване на вътрешния плазмената енергия в електрическа енергия, а оттам и висока ефективност.