|
Газовый разряд A, A': случайные импульсы, вызванные ионизирующим излучением от естественной радиоактивности и космического излучения; A—B: ток насыщения от естественной ионизации; B—C: темновой лавинный разряд Таунсенда; C—D: самостоятельный разряд Таунсенда; E, E': область неустойчивости, коронный разряд; E—F: субнормальный тлеющий разряд; G: граница нормального тлеющего разряда; H: аномальный тлеющий разряд; I: нестабильная область, переход тлеющего разряда в дуговой разряд; J: дуговой разряд с отрицательным дифференциальным сопротивлением; K: развитая электрическая дуга.  Га́зовый разря́д — совокупность процессов, возникающих при протекании электрического тока через газы. Обычно протекание заметного тока становится возможным только после достаточной ионизации газа и образования плазмы. Ионизация может происходить, в частности, в результате столкновений электронов, ускорившихся в электрическом поле, с атомами или молекулами газа. При этом возникает лавинное размножение числа заряженных частиц, поскольку в процессе ударной ионизации образуются новые электроны, которые тоже после ускорения начинают участвовать в соударениях с атомами, вызывая их ионизацию. Другой возможной причиной ионизации газа может быть электрическое поле высокой напряжённости (искровой разряд) или высокая температура (дуговой разряд). Для возникновения и поддержания устойчивого газового разряда требуется электрическое поле, так как холодная плазма существует, если электроны приобретают во внешнем поле энергию, достаточную для ионизации атомов, и количество вновь образованных ионов превышает число рекомбинировавших ионов. Если для существования газового разряда необходима дополнительная ионизация за счёт внешних источников (например, при помощи ионизирующих излучений), то газовый разряд называется несамостоятельным (такие разряды используются в счётчиках Гейгера). Для осуществления газового разряда применяют как постоянное во времени, так и переменное электрическое поле. При разряде в газе возникает электрический ветер, то есть движение газа, вызванное увлечением молекул газа ионами. Наиболее просто обнаружить электрический ветер при разряде с острия в воздухе при обычном давлении[1]. Ветер этот может вызвать отклонение полоски бумаги, пламени свечи, струйки дыма и т. п. Применения газового разряда
А также:
Классификация газовых разрядов[2]Разряды можно разделить на самостоятельные и несамостоятельные. Несамостоятельный разряд — разряд, нуждающийся во внешнем ионизаторе. Самостоятельный разряд — разряд, не нуждающийся во внешнем ионизаторе. В основе классификации газовых разрядов лежат два признака: состояние ионизованного газа и частотный диапазон приложенного поля. По первому признаку различают:
По частоте поля:
Также разряды можно классифицировать по механизмам потери энергии:
При небольших давлениях (1 — 10 Торр) и большом электрическом сопротивлении внешней цепи, не позволяющем протекать большому току, загорается тлеющий разряд. Для него характерны небольшие токи (10−6 — 10−1 А в трубках радиуса 1 см) и значительные напряжения (100—1000 В). Температура электронов порядка 1 — 10 эВ, температура ионов немногим больше температуры окружающей среды (300 К), то есть плазма термодинамически неравновесна. При давлении порядка атмосферного и малом сопротивлении внешней цепи обычно загорается дуговой разряд. Для него характерны большие токи (>1 А), малые напряжения (десятки вольт). Температуры электронов и ионов примерно равны 1 — 10 эВ, то есть плазма термодинамически равновесна. При давлениях порядка атмосферного, расстоянии между электродами >10 см и больших приложенных полях возникает искровой разряд. Пробой при этом осуществляется путем быстрого прорастания плазменного канала от одного электрода к другому, за которым следует замыкание цепи сильноионизованным искровым каналом. Пример — молния. В сильнонеоднородных полях, недостаточных для пробоя всего промежутка, возникает коронный разряд. Светящаяся корона возникает у острий, где плотность поля выше. Цвета свечения тлеющих разрядов в различных газахГазовый разряд в некоторых газах вызывают излучение видимого света, спектр которого зависит от использованного газа.
Моделирование газового разрядаПроблема компьютерного моделирования процессов, происходящих в газовом разряде, до конца не решена. Существуют лишь приближенные методы решения этой задачи. Одним из них является приближение Фоккера — Планка. См. такжеПримечания
Литература
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
