Կայծակ. Էլեկտրական արտանետումներ գազերում Անոմալ փայլի արտանետում

Գազում էլեկտրական լիցքաթափումները բաժանվում են երկու խմբի՝ ոչ ինքնասպասվող արտանետումներ և ինքնակառավարվող արտանետումներ։

Ոչ ինքնակառավարվող արտանետումը էլեկտրական լիցքաթափում է, որը պահպանելու համար պահանջում է լիցքավորված մասնիկների ձևավորում արտահոսքի բացվածքում արտաքին գործոնների ազդեցության տակ (արտաքին ազդեցություն գազի կամ էլեկտրոդների վրա, լիցքավորված մասնիկների կոնցենտրացիայի ավելացում): հատորի մեջ):

Անկախ լիցքաթափումը էլեկտրական լիցքաթափում է, որը գոյություն ունի էլեկտրոդների վրա կիրառվող լարման ազդեցության տակ և չի պահանջում լիցքավորված մասնիկների ձևավորում՝ այն պահպանելու համար այլ արտաքին գործոնների գործողության պատճառով:

Եթե ​​երկու հարթ սառը էլեկտրոդով լիցքաթափման խողովակ լցված է գազով եւ միացված է էլեկտրաէներգիայի աղբյուր պարունակող էլեկտրական միացման հետ: դ.ս. Ea և բալաստ ռեզիստոր R (նկ. 3-21, ա), այնուհետև կախված խողովակի միջով հոսող հոսանքից (սահմանված է R դիմադրությունը ընտրելով), դրանում առաջանում են տարբեր տեսակի արտանետումներ, որոնք բնութագրվում են գազի ծավալի տարբեր ֆիզիկական պրոցեսներով, Փայլուների տարբեր նմուշներ եւ տարբեր արժեքների լարման անկում լիցքաթափում:

Նկ.3.21
A - միացման դիագրամ `բեռնաթափման խողովակը միացնելու համար.
B - Ինքնազարգացման ընթացիկ-լարման բնութագիրը:

Ցուցադրված է Նկ. 3-21,6 վոլտ-ամպերի բնութագիրը չի ներառում արտանետումների տեսակները, որոնք տեղի են ունենում բարձր ճնշման դեպքում, մասնավորապես կայծը, պսակը և առանց էլեկտրոդի բարձր հաճախականությունը:

Նկ. 3-21.6-ը ցույց է տալիս նման լիցքաթափման խողովակի ներկայիս լարման ամբողջական ընթացիկ-բնորոշ: Դրա բաժինները տարբեր տեսակի լիցքաթափման համապատասխան միջոցներ միմյանցից առանձնացված են կետավոր գծերով եւ համարակալված:

Աղյուսակում 3-14 Նշեք արտանետումների տարբեր տեսակի հիմնական հատկանիշները:

Տարածաշրջան թիվ ըստ Նկ. 3-21	Կատեգորիայի անվանումը	Տարրական գործընթացները ծավալով	Տարրական գործընթացները կաթոդում	Դիմում
	Ոչ ինքնակառավարվող մուգ արտանետում	Էլեկտրական դաշտը որոշվում է լիցքաթափման սահմանափակող մակերեսների երկրաչափությունն ու ներուժը: Տիեզերական լիցքը փոքր է եւ չի խեղաթյուրում էլեկտրական դաշտը: Ընթացիկն ստեղծվում է արտառոց իոնիզատորների ազդեցության տակ առաջացող մեղադրանքներով (տիեզերական եւ ռադիոակտիվ ճառագայթում, լուսանկարչականացում եւ այլն) Գազի բարձրացումը տեղի է ունենում գազի ատոմների իոնացման արդյունքում `էլեկտրներով, որոնք շարժվում են դեպի անոդ:	Լիցքաթափումից եկող իոնները վերամիավորվում են կաթոդի էլեկտրոնների հետ։ Լույսի ազդեցության տակ կաթոդից էլեկտրոնների հնարավոր թույլ արտանետում (ակտիվացված կաթոդներով), ինչպես նաև դրական իոնների ազդեցությամբ էլեկտրոնների արտանետում։	Գազով լցված ֆոտոբջիջներ, հաշվիչներ և իոնացման խցիկներ:
	Անկախ մուգ արտանետում	Տիեզերական լիցքը փոքր է և փոքր-ինչ աղավաղում է էլեկտրոդների միջև պոտենցիալ բաշխումը: Ատոմների գրգռումը և իոնացումը տեղի են ունենում, երբ էլեկտրոնները բախվում են նրանց, ինչը հանգեցնում է էլեկտրոնային ավալանշների և իոնների հոսքերի զարգացմանը դեպի կաթոդ: Լիցքաթափման անկախության պայմանը բավարարված է։ Արտաքին իոնիզատորների առկայությունը պարտադիր չէ: Գազի փայլը չափազանց թույլ է, աչքի համար տեսանելի չէ։	Կաթոդից ինտենսիվ արտանետում դրական իոնների ազդեցությամբ՝ ապահովելով արտանետման առկայությունը։
	Լիցքաթափման անցումային ձևը մուգից մինչև փայլուն	Ինտենսիվ էլեկտրոնային ավալանշները հանգեցնում են գրգռման և իոնացման գործընթացների անոդային շրջանում: Անոդի մոտ գազի փայլ է նկատվում։ Էլեկտրոնների ծավալային լիցքը մասամբ փոխհատուցվում է իոններով, հատկապես մոտ անոդային շրջանում։	Էլեկտրոնների արտանետումը կաթոդից դրական իոնների ազդեցության տակ:
	Նորմալ փայլի արտանետում	Ձևավորվում են արտանետման բնորոշ հատվածներ՝ պոտենցիալ մեծ անկումով մերձկաթոդային շրջանը և լիցքաթափման սյունը, որտեղ փոխհատուցվում են տիեզերական լիցքերը, իսկ դաշտի ուժգնությունը՝ ցածր։ Լիցքաթափման սյունակում գտնվող գազը գտնվում է պլազմա կոչվող վիճակում Բնութագրվում է հոսանքի փոփոխման ժամանակ կայունությամբ, ինչպես նաև գազի ճնշումով: Արժեքը որոշվում է գազի տեսակից և կաթոդի նյութից: Կաթոդի մակերևույթի մոտ վառ շողացող գազային թաղանթ: Ամբողջ կաթոդը լուսավորված չէ: Պայծառի տարածքը համաչափ է ընթացիկին	Կաթոդից էլեկտրոնների արտանետում դրական իոնների, մետաստաբիլ և արագ չեզոք ատոմների, ֆոտոարտանետում արտանետվող ճառագայթման ազդեցության տակ։	Զեներ դիոդներ, շողացող թիրատրոններ, դեկատրոններ, ցուցիչ սարքեր, գազալուսային խողովակներ։
	Անոմալ փայլի արտանետում	Ֆիզիկայի մեջ գործընթացը նման է սովորական փայլի արտանետմանը: Կաթոդի փայլը ծածկում է ամբողջ կաթոդը: Ընթացքի աճը ուղեկցվում է կաթոդում հոսանքի խտության աճով և կաթոդի ներուժի անկմամբ:	Կաթոդում տեղի ունեցող պրոցեսները նման են սովորական փայլի արտանետման գործընթացներին:	Ցուցանիշային լամպեր, մասերի մաքրում կաթոդային ցրման միջոցով, բարակ թաղանթներ արտադրելով:
	Անցումային ձեւը `փայլից մինչեւ աղեղ	Գործընթացները արտանետման սյունակում որակապես նման են փայլի արտանետմանը: Կաթոդի շրջանը նկատելիորեն նեղանում է, առաջանում են կաթոդի ուժեղ տաքացման տեղային տարածքներ:	Գործընթացն ավելացված է թերմիոնային արտանետում (հրակայուն կաթոդով) կամ էլեկտրաստատիկ արտանետում (սնդիկի կաթոդով):	Ձերբակալողներ.
	Աղեղի արտանետում	Կաթոդային պոտենցիալ անկման հատվածը փոքր չափ ունի։ Արժեքը փոքր է՝ սարքը լցնող գազի իոնացման ներուժի կարգով: Լիցքաթափման սյունակում տեղի ունեցող գործընթացները որակապես նման են փայլի արտանետման սյունակի գործընթացներին: Լիցքաթափման սյունը լուսավոր է: Բարձր ճնշման դեպքում սյունը քաշվում է դեպի արտահոսքի առանցքը՝ ձևավորելով «լար»:

L E C T I O N

կուրսանտների և ուսանողների «Էլեկտրոնիկա և հրշեջ ավտոմատիկա» առարկայից

մասնագիտություն 030502.65 – «Դատաբժշկական փորձաքննություն».

թիվ 1 թեմայով.«Կիսահաղորդչային, էլեկտրոնային, իոնային սարքեր»

Դասախոսության թեման է՝ «Ցուցանիշ և ֆոտոէլեկտրական սարքեր»։

Ցուցադրող սարքեր

Էլեկտրական լիցքաթափում գազերում.

Գազի արտանետման (իոնային) սարքերը կոչվում են էլեկտրավակուումային սարքեր՝ գազի կամ գոլորշու էլեկտրական լիցքաթափումով։ Նման սարքերում գազը գտնվում է նվազեցված ճնշման տակ: Էլեկտրական լիցքաթափումը գազում (գոլորշու մեջ) երևույթների մի շարք է, որոնք ուղեկցում են դրա միջով էլեկտրական հոսանքի անցումը։ Նման լիցքաթափման ժամանակ տեղի են ունենում մի քանի գործընթացներ.

Ատոմների գրգռում.

Էլեկտրոնի ազդեցության տակ գազի ատոմի էլեկտրոններից մեկը շարժվում է դեպի ավելի հեռավոր ուղեծիր (ավելի բարձր էներգիայի մակարդակ): Ատոմի այս հուզված վիճակը տեւում է 10 -7 - 10 -8 վայրկյան, որից հետո էլեկտրոնը վերադառնում է իր նորմալ ուղեծրով, ճառագայթման տեսքով իջեցրել է ազդեցության ձեւով: Ճառագայթումն ուղեկցվում է գազի փայլով, եթե արտանետվող ճառագայթները պատկանում են էլեկտրամագնիսական սպեկտրի տեսանելի հատվածին։ Որպեսզի ատոմը գրգռվի, հարվածող էլեկտրոնը պետք է ունենա որոշակի էներգիա, այսպես կոչված, գրգռման էներգիա։

Իոնացում.

Գազի ատոմների (կամ մոլեկուլների) իոնացումը տեղի է ունենում, երբ ազդող էլեկտրոնի էներգիան ավելի մեծ է, քան գրգռման էներգիան։ Իոնացման արդյունքում էլեկտրոնը դուրս է մղվում ատոմից։ Հետևաբար, տիեզերքում կլինեն երկու ազատ էլեկտրոններ, և ատոմն ինքնին կվերածվի դրական իոնի։ Եթե ​​այս երկու էլեկտրոնները, շարժվելով արագացող դաշտում, ստանան բավարար էներգիա, նրանցից յուրաքանչյուրը կարող է իոնացնել նոր ատոմ։ Արդեն կլինեն չորս ազատ էլեկտրոններ և երեք իոններ։ Տեղի է ունենում ազատ էլեկտրոնների և իոնների թվի ավալանշի նման աճ։

Հնարավոր է փուլային իոնացում։ Մեկ էլեկտրոնի ազդեցությունից ատոմը մտնում է հուզված պետության մեջ, եւ ժամանակ չունենալով նորմալ պետություն վերադառնալու համար, իոնացված է մեկ այլ էլեկտրոնի ազդեցությունից: Գազում լիցքավորված մասնիկների քանակի աճը իոնացման պատճառով (ազատ էլեկտրոններ և իոններ) կոչվում է. Գազի էլեկտրականացում.

Վերականգնում:

Գազում իոնացման հետ մեկտեղ տեղի է ունենում նաև հակառակ նշանի լիցքերի չեզոքացման հակառակ գործընթացը։ Դրական իոններն ու էլեկտրոնները գազում քաոսային կերպով շարժվում են, և երբ մոտենում են միմյանց, նրանք կարող են միավորվել՝ ձևավորելով չեզոք ատոմ։ Դրան նպաստում է հակառակ լիցքավորված մասնիկների փոխադարձ ներգրավումը։ Չեզոք ատոմների կրճատումը կոչվում է ռեկոմբինացիա. Քանի որ էներգիան ծախսվում է իոնացման վրա, դրական իոնը և էլեկտրոնն ունեն չեզոք ատոմից ավելի ընդհանուր էներգիա։ Հետեւաբար, ռեկոմբինացիան ուղեկցվում է էներգիայի արտանետմամբ։ Դա սովորաբար նկատվում է գազի փայլ.

Երբ գազի մեջ էլեկտրական լիցքաթափում է տեղի ունենում, գերակշռում է իոնացումը, իսկ երբ դրա ինտենսիվությունը նվազում է, գերակշռում է ռեկոմբինացիան։ Գազի մեջ էլեկտրական լիցքաթափման մշտական ​​ինտենսիվությամբ նկատվում է կայուն պետություն, որով իոնիզացիայի պատճառով միջին հաշվով առաջացած անվճար էլեկտրոնների (եւ դրական իոնների) թիվը միջին հաշվով հավասար է վերափոխումից բխող չեզոք ատոմների քանակին: Երբ արտանետումը դադարում է, իոնացումը անհետանում է, և ռեկոմբինացիայի շնորհիվ վերականգնվում է գազի չեզոք վիճակը։

Recombination-ը պահանջում է որոշակի ժամանակահատված, ուստի դեիոնացումը տեղի է ունենում 10 -5 – 10 -3 վայրկյանում: Այսպիսով, համեմատած էլեկտրոնային սարքերի հետ, գազի արտանետման սարքերը շատ ավելի իներցիոն են:

Գազերում էլեկտրական լիցքաթափման տեսակները.

Գազում լինում են ինքնապահպանվող և ոչ ինքնակառավարվող արտանետումներ։ Ինքնալիցքաթափումը պահպանվում է միայն էլեկտրական լարման ազդեցության տակ։ Ոչ ինքնակառավարվող արտանետումը կարող է գոյություն ունենալ, պայմանով, որ բացի լարումից, կան որոշ լրացուցիչ գործոններ: Դրանք կարող են լինել լույսի ճառագայթում, ռադիոակտիվ ճառագայթում, ջերմային արտանետում տաք էլեկտրոդից և այլն։

Կախված է տ մութ կամ հանգիստ լիցքաթափում. Գազի փայլը սովորաբար անտեսանելի է: Գործնականում չի օգտագործվում գազալցման սարքերում։

Անկախ ներառում է տ հոսող արտանետում:Այն բնութագրվում է գազի փայլով, որը հիշեցնում է մխացող ածուխի փայլը: Լիցքաթափումը պահպանվում է կաթոդից էլեկտրոնների արտանետմամբ իոնային ազդեցությամբ: Պայծառ արտանետման սարքերը ներառում են զեներ դիոդներ (գազի արտանետման լարման կայունացուցիչներ), գազալույսի լամպեր, փայլի լիցքաթափման թիրատրոններ, նշանի ցուցիչ լամպեր և դեկատրոններ (գազի արտանետման հաշվիչ սարքեր):

Աղեղի արտանետումկարող է լինել կամ կախված կամ անկախ: Աղեղի արտանետումը տեղի է ունենում հոսանքի զգալիորեն ավելի բարձր խտության դեպքում, քան փայլի արտանետման դեպքում և ուղեկցվում է գազի ինտենսիվ փայլով: Աղեղի արտանետման ոչ ինքնակառավարվող սարքերը ներառում են գաստրոններ և թիրատրոններ՝ տաքացվող կաթոդով: Անկախ աղեղային արտանետման սարքերը ներառում են սնդիկի փականներ (էքսկիտրոններ) և ignitrons հեղուկ սնդիկի կաթոդով, ինչպես նաև գազի արտանետիչներ:

Կայծի արտանետումհիշեցնում է աղեղի արտանետում. Դա կարճատև իմպուլսային էլեկտրական լիցքաթափում է։ Այն օգտագործվում է կալանիչներում, որոնք ծառայում են որոշակի շղթաների կարճաժամկետ փակման համար:

Բարձր հաճախականությամբ լիցքաթափումկարող է առաջանալ գազում փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտի ազդեցության տակ նույնիսկ հաղորդիչ էլեկտրոդների բացակայության դեպքում:

Կորոնայի արտանետումանկախ է և օգտագործվում է գազալցման սարքերում՝ լարումը կայունացնելու համար։ Այն նկատվում է այն դեպքերում, երբ էլեկտրոդներից մեկն ունի շատ փոքր շառավիղ։

Էլեկտրական լիցքաթափում- Էլեկտրաէներգիայի միջոցով էլեկտրաէներգիայի կորուստը, այս մարմնի ճառագայթումը, այս մարմնի ճառագայթումը կարող է առաջանալ տարբեր եղանակներով, որոնց արդյունքում ճառագայթահարումը ուղեկցող երեւույթները կարող են շատ տարբեր լինել բնության մեջ: R. R.- ի բոլոր տարբեր ձեւերը կարելի է բաժանել երեք հիմնական տիպի. R. էլեկտրական հոսանքի տեսքով կամ R. Conductive, R. Convective եւ R. Դադարեցված: Ռ. Ընթացիկ ձեւովտեղի է ունենում այն ​​ժամանակ, երբ էլեկտրացված մարմինը միացված է երկրի հետ կամ մեկ այլ մարմնին, որն ունի էլեկտրաէներգիա, որը հավասար է արտանետվող մարմնի էլեկտրաէներգիայի միջոցով, բայց էլեկտրաէներգիա, որի մակերեսը ծածկում է էլեկտրաէներգիա, օրինակ . մակերեսը թաց է կամ կեղտոտ: Այս դեպքերում դա տեղի է ունենում Full R.տվյալ մարմնից եւ այս R.- ի տեւողությունը որոշվում է դիմադրությամբ եւ ձեւով (տես ինքնազբաղումը) դիրիժորների միջոցով, որի միջոցով տեղի է ունենում Ռ.-ն: . Մարմնի առաջանում է: Մարմինը մասամբ լիցքաթափվում է, այսինքն՝ առաջանում է նրա Ռ թերի,երբ այն հաղորդիչներով միացված է որևէ այլ մարմնի, որը էլեկտրիֆիկացված չէ կամ դրանից պակաս էլեկտրականացված է: Այս դեպքերում, որքան շատ է կորցնում մարմինը էլեկտրաէներգիա, այնքան մեծ է մարմնի հզորությունը, որը միացված է նրան հաղորդիչների միջոցով: Այն երևույթները, որոնք ուղեկցում են ճառագայթմանը հոսանքի տեսքով, որակապես նույնն են, ինչ այն երևույթները, որոնք առաջանում են սովորական գալվանական տարրերով գրգռված էլեկտրական հոսանքով։ Ռ. պայմանականտեղի է ունենում, երբ լավ մեկուսացված մարմինը գտնվում է հեղուկ կամ գազային միջավայրում, որը պարունակում է մասնիկներ, որոնք կարող են էլեկտրաֆիկացվել և էլեկտրական ուժերի ազդեցության տակ կարող են շարժվել այս միջավայրում: Ռ. պայթուցիկ - սա մարմնի R.-ն է կամ գետնի մեջ, կամ մեկ այլ մարմնի մեջ, հակառակ էլեկտրականացված, էլեկտրական հոսանք չհաղորդող միջավայրի միջոցով: Երևույթն առաջանում է այնպես, կարծես ոչ հաղորդիչ միջավայրը զիջում է այն լարումների գործողությանը, որոնք առաջանում են նրանում մարմնի էլեկտրիֆիկացման ազդեցությամբ և ճանապարհ է ապահովում էլեկտրաէներգիայի համար։ Նման ընդհատվող Ռ.-ն միշտ ուղեկցվում է լուսային երևույթներով և կարող է առաջանալ տարբեր ձևերով։ Բայց ընդհատվող Ռ.-ի այս բոլոր ձևերը կարելի է բաժանել երեք կատեգորիայի՝ Ռ. կայծի օգնությամբ,Ռ. օգտագործելով խոզանակ,Ռ. ուղեկցվում է փայլով, կամ լռությամբՊ. Այս բոլոր Ռ.-ն իրար նման են նրանով, որ չնայած կարճ տեւողությանը, նրանցից յուրաքանչյուրը ներկայացնում է մի քանի Ռ.-ի համադրություն, այսինքն՝ այս Ռ.-ի հետ մարմինը ոչ թե անընդհատ, այլ ընդհատումներով կորցնում է իր էլեկտրականությունը. եղանակով. Ռ–ն կայծի օգնությամբ շատ դեպքերում տատանվում է (տես Տատանողական Ռ.)։ Ռ. կայծի օգնությամբ առաջանում է, երբ ինչ-որ գազում տեղակայված էլեկտրիֆիկացված մարմին զգալիառաձգականության կամ հեղուկի մեջ, մեկ այլ մարմին բավական մոտ է, էլեկտրական հոսանք հաղորդող և միացված է գետնին կամ էլեկտրականացված է այս մարմնին հակառակ: Կայծ կարող է առաջանալ նաև, երբ նման երկու մարմինների միջև ինչ-որ պինդ մեկուսիչի շերտ կա։ Այս դեպքում կայծը ծակում է այս շերտը՝ դրա մեջ առաջացնելով միջանցք և ճաքեր։ Կայծը միշտ ուղեկցվում է հատուկ ճռճռոցով, որն առաջանում է շրջակա միջավայրի արագ ցնցումից, որտեղ այն արտադրվում է: Երբ կայծը կարճ է, այն կարծես թեթև, ուղիղ գիծ է: Այս գծի հաստությունը որոշվում է էլեկտրաէներգիայի քանակով, որը կորցնում է էլեկտրիֆիկացված մարմինը այս կայծի օգնությամբ։ Երբ կայծի երկարությունը մեծանում է, այն նոսրանում է և միևնույն ժամանակ շեղվում ուղիղ գծի տեսքից, ստանում զիգզագաձև գծի տեսք, այնուհետև հետագա երկարացումով ճյուղավորվում և վերջապես վերածվում խոզանակի։ (Աղյուսակ, նկ. 1): Պտտվող հայելու օգնությամբ կարելի է պարզել, որ հայտնված կայծն իրականում բաղկացած է մի շարք առանձին կայծերից, որոնք հաջորդում են մեկը մյուսի հետևից որոշակի ժամանակ անց։ Ստացված կայծի երկարությունը կամ այսպես կոչված մի քիչ հեռավորություն,կախված է այն մարմինների պոտենցիալ տարբերությունից, որոնց միջև առաջանում է այս կայծը: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ երկու մարմինների միջև նույն պոտենցիալ տարբերության դեպքում, նրանց միջև ձևավորված կայծի երկարությունը որոշ չափով տատանվում է կախված այդ մարմինների ձևից: Այսպիսով, տվյալ պոտենցիալ տարբերության դեպքում կայծն ավելի երկար է, երբ այն ձևավորվում է երկու սկավառակների միջև, քան այն դեպքում, երբ այն պետք է ցատկի երկու գնդակների միջև: Իսկ տարբեր գնդակների համար կայծը նույն երկարությունը չէ։ Որքան շատ են երկու գնդակները տարբերվում չափերով, այնքան երկար է այն: Տրված պոտենցիալ տարբերության դեպքում ստացվում է ամենակարճ կայծը, այսինքն՝ ելքի ամենափոքր հեռավորությունը ստացվում է այն դեպքում, երբ կայծը պետք է ստացվի նույն չափի երկու գնդակների միջև։ Գազի առաձգականության փոփոխությունը շատ մեծ ազդեցություն ունի տվյալ երկարության կայծի ձևավորման համար անհրաժեշտ պոտենցիալ տարբերության մեծության վրա: Քանի որ գազի առաձգականությունը նվազում է, այս պոտենցիալ տարբերությունը նույնպես նվազում է: Գազի բնույթը, որում առաջանում է կայծը, էական ազդեցություն ունի պահանջվող պոտենցիալ տարբերության մեծության վրա: Նույն կայծի երկարության և նույն գազի առաձգականության դեպքում այս պոտենցիալ տարբերությունը ամենափոքրն է ջրածնի համար, այն ավելի մեծ է օդի և նույնիսկ ավելի մեծ՝ ածխաթթվի համար: Հեղուկի մեջ կայծ առաջացնելու համար պահանջվում է ավելի մեծ պոտենցիալ տարբերություն, քան գազում նույն կայծը: Այն մարմինների նյութը, որոնց միջև առաջանում է կայծը, շատ փոքր ազդեցություն ունի կայծի առաջացման համար անհրաժեշտ պոտենցիալ տարբերության վրա։ Օդում կամ ցանկացած այլ գազում կայծի կարճ երկարությունների դեպքում կայծը ձևավորող պոտենցիալ տարբերությունը շատ սերտորեն համաչափ է կայծի երկարությանը: Մեծ կայծի երկարությունների դեպքում կայծի երկարության և դրա համար պահանջվող պոտենցիալ տարբերության միջև կապն այնքան էլ պարզ չէ: Այս դեպքում, երբ պոտենցիալ տարբերությունը մեծանում է, կայծի երկարությունը մեծանում է ավելի արագ, քան պոտենցիալ տարբերությունը: Հետևյալ աղյուսակը պարունակում է կայծերի երկարության և համապատասխան պոտենցիալ տարբերությունների արտահայտման տվյալներ (կայծեր են գոյանում երկու սկավառակների միջև, մեկն ունի մի փոքր ուռուցիկ մակերես):

Կայծի երկարությունը, ստմ	Պոտենցիալ տարբերություն՝ վոլտներով
0,0205	1000
0,0430	2000
0,0660	3000
0,1176	5000
0,2863	10000
0,3378	11300

ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ Լիցքաթափում.

Գազերում էլեկտրական լիցքաթափման հայեցակարգըներառում է լիցքավորված մասնիկների (էլեկտրոնների և իոնների) էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ գազերում շարժման բոլոր դեպքերը, որոնք առաջանում են. իոնացման գործընթացներ. Գազերում լիցքաթափման առաջացման նախադրյալը դրանում ազատ լիցքերի՝ էլեկտրոնների և իոնների առկայությունն է։

Միայն չեզոք մոլեկուլներից բաղկացած գազն ընդհանրապես էլեկտրական հոսանք չի անցկացնում, այսինքն՝ այդպես է իդեալական դիէլեկտրիկ. Իրական պայմաններում բնական իոնիզատորների (Արևի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում, տիեզերական ճառագայթներ, Երկրի ռադիոակտիվ ճառագայթում և այլն) ազդեցության պատճառով գազը միշտ ունենում է որոշակի քանակությամբ ազատ լիցքեր՝ իոններ և էլեկտրոններ, որոնք նրան տալիս են. որոշակի էլեկտրական հաղորդունակություն.

Բնական իոնիզատորների հզորությունը շատ ցածր է. դրանց ազդեցության արդյունքում յուրաքանչյուր խորանարդ սանտիմետրում օդում առաջանում է մոտ մեկ զույգ լիցք, որը համապատասխանում է ծավալային լիցքի խտության բարձրացմանը p = 1,6 -19 C/: (սմ 3 x վ): Ամեն վայրկյան նույն թվով լիցքեր են ենթարկվում ռեկոմբինացիայի։ 1 սմ 3 օդում լիցքերի քանակը մնում է հաստատուն և հավասար է 500-1000 զույգ իոնների։

Այսպիսով, եթե էլեկտրոդների միջև S հեռավորություն ունեցող հարթ օդային կոնդենսատորի թիթեղների վրա լարում է կիրառվում, ապա շղթայում կստեղծվի հոսանք, որի խտությունը J = 2poS = 3,2x10 -19 S A/cm2 է։

Արհեստական ​​իոնատորների օգտագործումը բազմաթիվ անգամ մեծացնում է գազի ընթացիկ խտությունը։ Օրինակ, երբ գազի բացը լուսավորվում է սնդիկ-քվարց լամպով, գազի հոսանքի խտությունը աճում է մինչև 10 - 12 Ա/սմ2; իոնացված ծավալի մոտ կայծային արտանետման առկայության դեպքում, 10 - կարգի հոսանքներ: Ստեղծվում է 10 Ա/սմ2 եւ այլն։

Եկեք դիտարկենք միատեսակ էլեկտրական դաշտով գազի բացվածքով անցնող հոսանքի կախվածությունը կիրառվող լարման մեծությունից i (նկ. 1):

Բրինձ. 1. Գազի արտանետման ընթացիկ-լարման բնութագրերը

Սկզբում, երբ լարումը մեծանում է, բացվածքի հոսանքն ավելանում է այն պատճառով, որ ավելի ու ավելի շատ լիցքեր ընկնում են էլեկտրոդների վրա էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ (բաժին OA): AB բաժնում հոսանքը գործնականում չի փոխվում, քանի որ արտաքին իոնատորների պատճառով ձևավորված բոլոր լիցքերը ընկնում են էլեկտրոդների վրա: Հագեցման հոսանքի մեծությունը Is որոշվում է բացվածքի վրա գործող իոնատորի ինտենսիվությամբ:

Լարման հետագա աճով հոսանքը կտրուկ աճում է (մ.թ.ա. բաժին), որը ցույց է տալիս գազի իոնացման գործընթացների ինտենսիվ զարգացումը էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ։ U0 լարման դեպքում բացվածքում տեղի է ունենում հոսանքի կտրուկ աճ, որը միևնույն ժամանակ կորցնում է իր դիէլեկտրական հատկությունները և վերածվում հաղորդիչի։

Երևույթը, որի դեպքում գազի բացվածքի էլեկտրոդների միջև հայտնվում է բարձր հաղորդունակության ալիք, կոչվում է էլեկտրական անսարքություն(գազի խզումը հաճախ կոչվում է էլեկտրական լիցքաթափում, որը նշանակում է խզման առաջացման ողջ գործընթացը):

OABC բնութագրիչի հատվածին համապատասխանող էլեկտրական լիցքաթափումը կոչվում է կախյալ, քանի որ այս հատվածում գազի բացվածքի հոսանքը որոշվում է գործող իոնատորի ինտենսիվությամբ։ C կետից հետո տարածքում արտանետումը կոչվում է անկախՔանի որ այս բաժնում արտանետվող հոսանքը կախված է միայն էլեկտրական միացման պարամետրերից ինքնին (դրա դիմադրությունը եւ էներգիայի աղբյուրի ուժը) եւ դրա պահպանման պայմանները չեն պահանջում լիցքավորված մասնիկների ձեւավորում: Uo լարումը, որից սկսվում է ինքնալիցքաթափումը, կոչվում է սկզբնական լարումը.

Գազերում ինքնալիցքաթափման ձևերը, կախված այն պայմաններից, որոնցում տեղի է ունենում արտանետումը, կարող են տարբեր լինել։

Low ածր ճնշումներում, երբ մեկ միավորի ծավալի համար գազի մոլեկուլների փոքր քանակի պատճառով բացը չի կարող ձեռք բերել բարձր հաղորդունակություն, տեղի է ունենում փայլի արտանետում: Պայծառ լիցքաթափման ժամանակ հոսանքի խտությունը ցածր է (1-5 մԱ/սմ2), լիցքաթափումը ծածկում է էլեկտրոդների միջև եղած ողջ տարածությունը։

Բրինձ. 2. Գազի մեջ փայլի արտանետում

Գազի ճնշումներում մոտ է մթնոլորտային եւ ավելի բարձր, եթե էլեկտրաէներգիայի աղբյուրի ուժը ցածր է, կամ լարումը կարճ ժամանակահատվածում կիրառվում է բացը, տեղի է ունենում կայծի արտանետում: Կայծի արտանետման օրինակ է արտահոսքը: Երբ լարումը երկար ժամանակ կիրառվում է, կայծի արտանետումն ունենում է կայծերի ձև, որոնք հաջորդաբար հայտնվում են էլեկտրոդների միջև:

Բրինձ. 3. Կայծի արտահոսք

Հզոր էներգիայի աղբյուրի դեպքում կայծի արտանետումը վերածվում է աղեղի լիցքաթափման, որի ընթացքում հոսանքը հասնում է հարյուրավոր եւ հազարավոր ամպեր: Այս հոսանքն օգնում է տաքացնել արտանետման ալիքը՝ մեծացնելով դրա հաղորդունակությունը, և արդյունքում առաջանում է հոսանքի հետագա աճ։ Քանի որ այս գործընթացը ավարտելու համար որոշակի ժամանակ է պահանջում, ուրեմն լարման կարճաժամկետ կիրառման դեպքում կայծի արտանետումը չի վերածվում աղեղային ելքի:

Բրինձ. 4. Աղեղի արտանետում

Խիստ անհամասեռ դաշտերում անկախ արտանետումը միշտ սկսվում է ձևով կորոնային արտանետում, որը զարգանում է միայն գազի բացվածքի այն հատվածում, որտեղ դաշտի ուժգնությունն ամենաբարձրն է (էլեկտրոդների սուր եզրերի մոտ)։ Corona- ի արտանետման ընթացքում բարձր հաղորդունակության ալիքի միջոցով չի հայտնվում էլեկտրոդների միջեւ, I.E., բացը պահպանում է իր մեկուսիչ հատկությունները: Կիրառվող լարման հետագա աճով պսակի արտանետումը վերածվում է կայծի կամ աղեղի:

Կորոնայի արտանետումը բավականաչափ խտությամբ գազի անշարժ էլեկտրական լիցքաթափման տեսակ է, որը տեղի է ունենում ուժեղ ոչ միասնական էլեկտրական դաշտում: Էլեկտրոնային ավալանշներով չեզոք գազի մասնիկների իոնացումը և գրգռումը տեղայնացված են ուժեղ էլեկտրական դաշտի սահմանափակ գոտում (պսակի ծածկույթ կամ իոնացման գոտի) էլեկտրոդի մոտ՝ թեքության փոքր շառավղով: Իոնացման գոտում գազի գունատ կապույտ կամ մանուշակագույն փայլը, արեգակնային պսակի լուսապսակի նմանությամբ, առաջացրել է արտանետման այս տեսակի անվանումը։

Ի լրումն ճառագայթման տեսանելի, ուլտրամանուշակագույն (հիմնականում), ինչպես նաև սպեկտրի ավելի կարճ ալիքի մասերում, պսակի արտանետումը ուղեկցվում է պսակի էլեկտրոդից գազի մասնիկների տեղաշարժով, այսպես կոչված. «էլեկտրական քամի», խշշացող աղմուկ, երբեմն ռադիոհաղորդում, քիմիա, ռեակցիաներ (օրինակ՝ օդում օզոնի և ազոտի օքսիդների առաջացում):

Բրինձ. 5. Կորոնայի արտանետումը գազում

Տարբեր գազերում էլեկտրական լիցքաթափման առաջացման օրինաչափությունները նույնն են, տարբերությունը կայանում է գործընթացը բնութագրող գործակիցների արժեքներում:

Փորձը ցույց է տալիս, որ եթե դուք աստիճանաբար բարձրացնեք լարումը գազի մեջ երկու էլեկտրոդների միջև, կարող եք հասնել որոշակի արժեքի՝ կախված գազի բնույթից և ճնշումից, որով էլեկտրական հոսանք է առաջանում գազում նույնիսկ առանց արտաքին իոնացնողների ազդեցության: Արտաքին իոնացնողներից անկախ գազի միջով անցնող էլեկտրական հոսանքի երեւույթը կոչվում է անկախ գազի արտանետում։

Ինքնապահով էլեկտրական լիցքաթափման ժամանակ գազի իոնացման հիմնական մեխանիզմը ատոմների և մոլեկուլների իոնացումն է էլեկտրոնային ազդեցությամբ:

Գազում անկախ էլեկտրական լիցքաթափման զարգացումն ընթանում է հետևյալ կերպ. Հենց որ ազատ էլեկտրոնը հայտնվում է գազի մեջ, այն արագանում է էլեկտրական դաշտի ազդեցությամբ, նրա կինետիկ էներգիան մեծանում է, և եթե պայմանը բավարարվում է. eEλ ≥ A և,այնուհետև մոլեկուլի հետ բախվելիս այն իոնացնում է այն: Առաջնային էլեկտրոնը և երկրորդը, որը առաջանում է ազդեցության իոնացման արդյունքում, կրկին արագանում են էլեկտրական դաշտի ազդեցությամբ, և նրանցից յուրաքանչյուրը հետագա բախումների ժամանակ արձակում է ևս մեկ էլեկտրոն և այլն։ Ազատ էլեկտրոնների թիվը ձնահյուսի պես ավելանում է մինչև նրանք հասնում են անոդին:

Գազում առաջացող դրական իոնները էլեկտրական դաշտի ազդեցությամբ շարժվում են անոդից դեպի կաթոդ։ Երբ դրական իոնները հարվածում են կաթոդին, ինչպես նաև արտանետման զարգացման ընթացքում առաջացող ճառագայթման ազդեցության տակ, կաթոդից կարող են ազատվել նոր էլեկտրոններ: Նրանք արագանում են էլեկտրական դաշտի կողմից և ստեղծում նոր էլեկտրոն-իոնային ձնահոսքեր, և այս գործընթացը կարող է շարունակվել շարունակաբար։ Ինքնալիցքաթափման տարբեր տեսակներ կան. Դիտարկենք անկախ արտանետումների մի քանի տեսակներ՝ կայծ, փայլ, պսակ, աղեղ:

Կայծի արտանետում.Եթե ​​ընթացիկ աղբյուրը ի վիճակի չէ երկար ժամանակ պահպանել ինքնակառավարվող էլեկտրական լիցքաթափումը, ապա ինքնակառավարվող լիցքաթափման ձևը կոչվում է. կայծի արտանետում. Լարման զգալի նվազման արդյունքում կայծի արտանետումը դադարում է լիցքաթափման մեկնարկից կարճ ժամանակահատվածում: Կայծի արտանետման օրինակներ են կայծերը, որոնք առաջանում են մազերը սանրելիս, թղթի թերթիկները բաժանելիս կամ կոնդենսատորը լիցքաթափելիս: Ամենամեծ «կայծերը»՝ կայծակը, դիտվում են ամպրոպի ժամանակ։ Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ամպրոպները առաջանում են ամպրոպային ամպերի մեջ էլեկտրական լիցքերի տարանջատումից:

Կորոնայի արտանետում.Խիստ անհամասեռ էլեկտրական դաշտերում, որոնք ձևավորվում են, օրինակ, ծայրի և հարթության միջև կամ էլեկտրահաղորդման լարերի և Երկրի մակերևույթի միջև, առաջանում է գազերի ինքնասպասարկման հատուկ ձև, որը կոչվում է. թագարտանետում. |Պսակի արտանետման հիմնական առանձնահատկությունն այն է, որ ատոմների իոնացման գործընթացը էլեկտրոնի ազդեցությամբ տեղի է ունենում միայն փոքր հեռավորությունների վրա էլեկտրական դաշտի բարձր ուժ ունեցող էլեկտրոններից մեկի կողմից: Կորոնավիրուսի արտանետումը պետք է հաշվի առնել մեծ հեռավորությունների վրա էլեկտրաէներգիա փոխանցելիս: Դաշտի ամենամեծ ուժը ստեղծվում է լարերի մոտ: Քանի որ էլեկտրաէներգիան փոխանցվում է երկար հեռավորությունների վրա համեմատաբար բարակ լարերի միջոցով, որոնց միջև առկա է բարձր լարում, լարերի մոտ տեղի է ունենում բավականին ինտենսիվ պսակի արտանետում: Սա հանգեցնում է փոխանցվող էլեկտրաէներգիայի մի մասի կորստի: Նման գծերում կորոնայի կորուստներն ավելի մեծ են, որքան բարձր է լարերը լարերի միջև և այնքան մեծ է գծի երկարությունը:

Աղեղի արտանետում.Հայտնի է գազերում ինքնավար արտանետման մեկ այլ կարևոր ձև, որը կոչվում է էլեկտրական աղեղ. Այն առաջին անգամ հայտնաբերել է Սանկտ Պետերբուրգի Բժշկական և Վիրաբուժական Ակադեմիայի ֆիզիկայի պրոֆեսոր Վ.Վ.Պետրովը 1802 թվականին: Փոքր հեռավորության վրա մի փոքր շարժելով երկու հուզիչ ածխածնային էլեկտրոդները, որոնք միացված են հոսանքի աղբյուրին, մենք կտեսնենք գազի վառ փայլը ծայրերի միջև: ածուխներից, և ածուխներն իրենք են տաքանում:

Նայելով աղեղի արտանետմանը մուգ ապակու միջով, կարող եք տեսնել, որ լույսը հիմնականում գալիս է ածուխների ծայրերից: Ինքն աղեղի փայլը՝ վառ կոր շերտ, որը ձևավորվել է ածուխների ծայրերի միջև եղած գազի բացվածքում, շատ ավելի թույլ է։ Աղեղն այրելու համար բավական է 40-50 Վ-ի համեմատաբար փոքր լարումը, սակայն աղեղում ընթացիկ ուժը հասնում է տասնյակ և նույնիսկ հարյուրավոր ամպերի: Սա ցույց է տալիս, որ աղեղի արտանետման մեջ գազի դիմադրությունը համեմատաբար փոքր է: