Га́зовый разря́д — совокупность электрических, оптических и тепловых явлений,возникающих при протекании электрического тока через вещество, находящееся в газообразном состоянии. Обычно протекание тока становится возможным только после достаточной ионизации газа и образования плазмы. Ионизация происходит за счёт столкновений электронов, ускорившихся в электромагнитном поле, с атомами газа. При этом возникает лавинное увеличение числа заряженных частиц, поскольку в процессе ионизации образуются новые электроны, которые тоже после ускорения начинают участвовать в соударениях с атомами, вызывая их ионизацию. Для возникновения и поддержания газового разряда требуется существование электрического поля, так как плазма может существовать только если электроны приобретают во внешнем поле энергию, достаточную для ионизации атомов, и количество 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 постоянные во времени, так и переменные электрические поля.
Несамостоятельный газовый разряд.
Процесс прохождения электрического тока через газ называется газовым разрядом. Если электропроводность газа создается внешними ионизаторами, то электрический ток, возникающий в нем, называется несамостоятельным газовым разрядом. С прекращением действия внешних ионизаторов несамостоятельный разряд прекращается. Несамостоятельный газовый разряд не сопровождается свечением газа.
Ниже изображен график зависимости силы тока от напряжения при несамостоятельном разряде в газе. Для построения графика использовалась стеклянная трубка с двумя впаянными в стекло металлическими электродами. Цепь собрана как показано на рисунке ниже.
+ -
Самостоятельный газовый разряд.
Электрический разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным газовым разрядом. Для его осуществления необходимо, чтобы в результате самого разряда в газе непрерывно образовывались свободные заряды. Основным источником их возникновения является ударная ионизация молекул газа.
Если после достижения насыщения продолжать увеличивать разность потенциалов между электродами, то сила тока при достаточно большом напряжении станет резко возрастать (график 2).
Это означает, что в газе появляются дополнительные ионы, которые образуются за счет действия ионизатора. Сила тока может возрасти в сотни и тысячи раз, а число заряженных частиц, возникающих в процессе разряда, может стать таким большим, что внешний ионизатор будет уже не нужен для поддержания разряда. Поэтому ионизатор теперь можно убрать.
I
U
Ионизация газов.
Газы при нормальных условиях состоят из электрических нейтральных атомов и молекул и по этой причине не проводят электричества. Газ становится проводником, когда некоторая часть его молекул ионизируется, т.е. произойдет расщепление нейтральных атомов и молекул на положительные и отрицательные ионы и свободные электроны – такие газы называют ионизированными. Ионы в газах могут возникать под действием ионизаторов
(возбудители ионизации) – высокой температуры, рентгеновских и ультрафиолетовых лучей, радиоактивного излучения, а также в результате столкновения атомов газа с электронами и атомными частицами и т.д.
Впрочем, и в нормальных условиях газы, например воздух, обладают электрической проводимостью, хотя и весьма ничтожной. Эта проводимость вызвана излучением радиоактивных веществ, имеющихся на поверхности Земли, а также космическими лучами.
Систематическое излучение электрических токов и разрядов в газах было начато лишь в конце 19 века. Была установлена природа газового разряда в различных условиях. Газовым разрядом называется прохождение электрического тока через газы. Однако ввиду сложности этих явлений, точной количественной теории их не существует до настоящего времени.
Ионизация газа, возникающая в результате вырывания электронов из молекул и атомов самого газа, называется объемной ионизацией, т.к. источники ионов здесь распределены в объеме, который занимает газ. Помимо объемной ионизации существует поверхностная ионизация. При такой ионизации ионы или электроны поступают в газ со стенок сосуда, в котором он заключен, или с поверхности тел, вносимых в газ. Например, источником электронов могут служить раскаленные тела (термоэлектронная эмиссия) или поверхности металлов, освещаемые ультрафиолетовыми и прочими коротковолновыми электромагнитными излучениями (фотоэлектрический эффект).
Для того чтобы выбить из молекулы (атома) один электрон, необходимо затратить определенную энергию. Минимальное значение такой энергии называется энергией ионизации молекулы (атома), ее значение для атомов различных веществ лежат в пределах 425эВ.
Одновременно с процессом ионизации газа всегда идет и обратный процесс – процесс рекомбинации.
Газы по большей мере состоят из нейтральных молекул. Однако если часть молекул газов ионизируется, газ проводит электрический ток. Есть два основных способа ионизации в газах:
Термическая ионизация — ионизация, при которой необходимую энергию для отрыва электрона от атома дают столкновения между атомами вследствие повышения температуры;
Ионизация электрическим полем — ионизация вследствие получения значения напряжения внутреннего электрического поля выше предельного значения. Из этого следует отрыв электронов от атомов газа.
Другие работы по теме:
Вихревые пылеуловители
Основным отличием вихревых пылеуловителей от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока. В аппарате соплового типа
Куда деваются отходы?
Радиоактивные отходы появляются на АЭС из двух источников: главным является основной технологический контур АЭС, другим источником является вспомогательные установки, например, газовый контур, контур охлаждения.
Основные источники загрязнений в районе г Нижневартовска
Белан Б.Д. В исходной информации об источниках выбросов перед началом эксперимента указывалось, что основным загрязнителем в городе выступает автотранспорт. Анализ пространственного распределения примесей по территории подтверждает этот факт лишь частично. Если рассматривать распределение оксида углерода по территории города (рис.1), то видно, что максимальные концентрации наблюдаются в центральной части и уменьшаются к периферии.
Виды спортивного туризма
Спортивный туризм в России является национальным видом спорта, имеющим многолетние традиции. Он включает в себя не только спортивную составляющую, но и особую духовную сферу, и образ жизни самих любителей странствий.
Термодинамический анализ цикла газовой машины
Газовый цикл и его четыре процесса, определяемые по показателю политропы. Параметры для основных точек цикла, расчет промежуточных точек. Расчет постоянной теплоемкости газа. Процесс политропный, изохорный, адиабатный, изохорный. Молярная масса газа.
Явление молнии в природе
ОЛНИЯ. Молния представляет большой интерес не только как своеобразное явление природы. Она дает возможность наблюдать электрический разряд в газовой среде при напряжении в несколько сотен миллионов вольт и расстоянии между электродами в несколько километров.
Тлеющий разряд
Существует еще одна форма самостоятельного разряда в газах – так называемый тлеющий разряд. Для получения этого типа разряда удобно использовать стеклянную трубку длиной около полуметра, содержащую два металлических электрода (рис.1).
Фазы потенциала действия. Радиоактивные излучения
Потенциал действия и его фазы. Роль ионов Na K в генерации потенциала действия в нервных и мышечных волокнах: роль ионов Ca и Cl. Восстановление от радиационного поражения. Основные методы регистрации радиоактивных излучений и частиц. Их характеристика.
Автомат Калашникова модернизированный, складывающийся, укороченный
АКМСУ (Автомат Калашникова модернизированный, складывающийся, укороченный) был разработан на базе АКМС в 1959 году и предназначался для сил специальных и воздушно-десантных войск. В отличие от своего базового образца, эта модель имеет целый ряд особенностей: стойка мушки совмещена с основанием газовой камеры, газовая трубка и газовый поршень укорочены, крепление крышки ствольной коробки усилено в передней части для уменьшения качки, открытый прицел с Г-образным целиком размещен на крышке ствольной коробки, на дульную часть ствола навинчен пламегаситель, поверхность которого имеет ребра для теплоотдачи.
Биогазовая установка: устройство, принцип работы
Жидкие биологические отходы перекачиваются на биогазовую установку с помощью насосов, предварительно попадая в емкость, в которой масса гомогенезируется и подогревается до нужных температур, иногда охлаждается.
Плазменная обработка. Плазмотрон
Общий процесс плазменной обработки материалов низкотемпературной плазмой, генерируемой дуговыми или высокочастотными плазматронами. Принцип действия плазменных горелок. Способы газовой стабилизации, теплоизоляции и сжатия дуги. Основные виды плазмотронов.
1Электрический разряд в газах
В результате развивается лавинообразный процесс нарастания числа свободных электронов и ионов возникает электрический разряд. Характерное свечение разряда связано с выделением энергии при рекомбинации электронов и положительных ионов. Типы электрических 4
«Лянторнефть»
Дожимная насосная станция, анализ технологического риска аварий, взрыв, пожар, резервуар
Метод ГРВ. ГРВ Камера профессора Короткова
В медицине широко используются электрографические методы, позволяющие проводить диагностику функционального состояния организма человека, устанавливая связь между его электрофизиологическими и клинико-анатомическими характеристиками.
Умножение “треугольником”
Предлагаю ознакомиться с новым способом умножения чисел. Схожесть образующейся при вычислении матрицы из цифр, с треугольником относительна, но все же есть, особенно при умножении трехзначных чисел и выше.
Деление двоичных чисел
Если умножение выполняется путем многократных сдвигов и сложений, то деление, будучи операцией обратной умножению,— путем многократных сдвигов и вычитаний.
Аккумулятор
После того, как известный итальянский ученый Вольт открыл гальваническое электричество, начали проводиться первые исследования по накоплению электрической энергии.
Bank of the West Classic 2010
Введение 1 Одиночный разряд 1.1 Первые раунды 1.1.1 Секция 1 1.1.2 Секция 2 1.2 Финал 1.3 Факты 2 Парный разряд 2.1 Факты Bank of the West Classic 2010 Введение
Bank of the West Classic 2009
Введение 1 Ход турнира 1.1 Одиночный разряд 1.1.1 Первые раунды 1.1.1.1 Секция 1 1.1.1.2 Секция 2 1.1.2 Финальные раунды 1.1.3 Факты 1.2 Парный разряд Bank of the West Classic 2009
Временнообязанные крестьяне
Временнообязанные крестьяне — категория («разряд») бывших помещичьих крестьян, освобождённых от крепостной зависимости Положениями 19 февраля 1861 года, но не переведённых на выкуп.
Mercury Insurance Open 2010
План Введение 1 Одиночный разряд 1.1 Первые раунды 1.1.1 Секция 1 1.1.2 Секция 2 1.2 Финал 1.3 Факты 2 Парный разряд 2.1 Факты Mercury Insurance Open 2010
Cincinnati Masters 2009
План Введение 1 US Open Series 1.1 Мужчины 1.2 Женщины 2 Соревнования 2.1 Мужчины одиночки 2.2 Женщины одиночки 2.3 Мужчины пары 2.4 Женщины пары Cincinnati Masters 2009
EmblemHealth Bronx Open 2009
План Введение 1 Ход турнира 1.1 Используемые сокращения 1.2 Одиночный разряд 1.2.1 Первые раунды 1.2.1.1 Секция 1 1.2.1.2 Секция 2 1.2.2 Финал 1.3 Парный разряд
Женское образование в России в XIX – XX вв.
Борьба за среднее и высшее женское образование в России была составной частью общественно – педагогического движения, развернувшегося с середины 18 века, когда впервые были созданы Cмольный институт благородных девиц и пансионы для девушек.
Лаба по информатике
Министерство общего и профессионального образования РФ Владимирский Государственный Университет Кафедра УИТЭС Лабораторная работа N2 ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ОРГАНИЗАЦИИ АРИФМЕТИКО-
по Информатике 8
МИНИСТЕРСТВО ФИНАНСОВ ПРАВИТЕЛЬСТВА МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КОРОЛЁВСКИЙ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ, ЭКОНОМИКИ И СОЦИОЛОГИИ Кафедра информатики Контрольная работа
Синтез операционных автоматов
Министерство образования Российской Федерации Саратовский государственный технический университет Синтез операционных автоматов лабораторная работа по курсу “Организация ЭВМ и систем”
Контент-анализ агрессия в СМИ
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет»
Контент-анализ: агрессия в СМИ
Контент-анализ доминирования в российских средствах массовой информации тем, касающихся агрессии, насилия и жестокости. Анализ структурно-семиотических, понятийно-тематических и концептуальных единиц периодических изданий "Коммерсантъ" и "Газета".
Газгольдеры
Газгольдеры (англ, gasholder, от gas - газ и holder - держатель), сооружения для хранения газов под избыточным давлением.
Химико-биологические процессы в аквариуме
В аквариуме непрерывно происходит круговорот питательных веществ, значение которого чрезвычайно важно. Химические и биологические процессы в воде аквариума тесно связаны между собой, влияют друг на друга.