Процесс протекания электрического тока через газ называют газовым разрядом. При обычных условиях газы почти полностью состоят из нейтральных атомов или молекул и, следовательно, являются диэлектриками. Вследствие нагревания или воздействия излучением часть атомов ионизуется — распадается на положительно заряженные ионы и электроны. В газе могут образовываться и отрицательные ионы, которые появляются благодаря присоединению электронов к нейтральным атомам.
Ионизация газов при нагревании объясняется тем, что по мере нагревания молекулы движутся быстрее. При этом .некоторые молекулы начинают двигаться так быстро, что часть из них при столкновениях распадается, превращаясь в ионы. Чем выше температура, тем больше образуется ионов.
Механизм проводимости газов похож на механизм проводимости растворов и расплавов электролитов. Разница состоит в том, что отрицательный заряд переносится в основном не отрицательными ионами, как в водных растворах или расплавах электролитов, а электронами.
Таким образом, в газах сочетается электронная проводимость, подобная проводимости металлов, с ионной проводимостью, подобней проводимости водных растворов или расплавов электролитов.
Явление электрического разряда в газах используется во многих областях науки и техники. Применение люминисцентных ламп вместо ламп накаливания может привести к существенной экономии электроэнергии. Таким образом, тема работы является весьма актуальной.
1 Электрический разряд в газах
Электрический разряд в газах, прохождение электрического тока через газовую среду под действием электрического поля, сопровождающееся изменением состояния газа. Многообразие условий, определяющих исходное состояние газа (состав, давление и т. д.), внешних воздействий на газ, форм, материала и расположения электродов, геометрии возникающего в газе электрического поля и т. п. приводит к тому, что существует множество видов электрического разряда в газах, причём его законы сложнее, чем законы прохождения электрического тока в металлах и электролитах. Электрические разряды в газах подчиняются Ома закону лишь при очень малой приложенной извне разности потенциалов, поэтому их электрические свойства описывают с помощью вольтамперной характеристики (рис. 1 и 3).
Рис. 1. Вольтамперная характеристика тихого разряда.
Газы становятся электропроводными при их ионизации. Если электрический разряд в газах происходит только при вызывающем и поддерживающем ионизацию внешнем воздействии (при действии т. н. внешних ионизаторов), его называют несамостоятельным газовым разрядом. Электрический разряд в газах, продолжающийся и после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным.
Список использованной литературы
1. Браун С., Элементарные процессы в плазме газового разряда, [пер. с англ.], М., Наука, 1991;
2. Грановский В. Л., Электрический ток в газе. Установившийся ток, М., Наука, 1981;
3. Капцов Н. А., Электроника, 2 изд., М., Наука, 1996;
4. Карпенков С.Х., Концепции современного естествознания, -М., Академический проект, 2004.
5. Кесаев И. Г., Катодные процессы электрической дуги, М., 1998;
6. Физика и техника низкотемпературной плазмы, под ред. С. В. Дресвина, М., ВИТИ, 2002;
7. Райзер Ю. П., Лазерная искра и распространение разрядов, М., Наука, 1994.
8. Финкельнбург В., Meккep Г., Электрические дуги и термическая плазма, пер. с нем., М., Прогресс, 1991;
9. Энгель А., Ионизованные газы, пер. с англ., М., Наука, 1989;
10. Энгель А., Штенбек М., Физика и техника электрического разряда в газах, пер. с нем., т. 1—2, -М, 1996;