Струм у газі

Газ може стати провідником або при значному підвищенні температури, або внаслідок дії на нього ультрафіолетового, рентгенівського і гамма-випромінювань. Все це — зовнішні іонізатори, які перетворюють частину молекул газу в позитивні іони, відщеплюючи від молекул електрони. Електричний струм у газі називають газовим розрядом.

Залежність струму в газі від напруги між введеними в посудину з газом електродами називають (а) вольт-амперною характеристикою газового розряду.

Ділянка ОА відповідає все більш повному відведенню до електродів частинок, що утворились зовнішньою дією.

Ділянка АВ відповідає струму насичення: всі утворені за одиницю часу електрони та іони відразу відводяться до електродів.

Ділянка ВС відображає приєднання до зовнішнього іонізатора внутрішнього (прискорююча напруга настільки велика, що одержаної електронами енергії досить для ударної іонізації ними молекул газу; йде лавиноподібне збільшення числа електронів та іонів (іони на рисунку (б) не зображені). При U<U_c іони не беруть участі в ударній іонізації, бо їх малий пробіг не дозволяє їм накопичити достатню для іонізації енер­гію. Хоча сили струмів в інтервалі I_A,B — I_с і великі, усунення зовніш­нього іонізатора призводить до зникнення розряду.

Розряд, що відбувається тільки в присутності зовнішнього іонізатора — несамостійний.

Розряд стає самостійним при подальшому посиленні електричного поля, прискорюючого електрони та іони. У досить сильних полях позитивні іони: а) вибивають електрони з катода; б) іонізують молекули газу при зіткненні з ними.

Виникнення самостійного розряду призводить до спаду напруги між електродами в газі (через істотне зменшення опору газового проміжку).

Автори багатьох навчальних посібників, мимоволі ототожнюючи поняття "самостійний розряд" і "самостійна іонізація", помилково проголошують ділянку ВС такою, що відноситься до самостійного розряду.

В залежності від тиску газу, форми електродів та прикладеної напруги можуть виникати самостійні розряди різних типів: тліючий, дуговий, коронний, іскровий.

Приклади використання газових розрядів:

індикаторні лампи, світлові реклами, електрозварювання, очистка газоподібних відходів виробництв від твердих включень.

Плазма

Так називається газ із знач­ним ступенем іонізації його молекул.

Розрізняють газо­розрядну плазму (про неї йшлось вище) і високотемпе­ратурну (у надрах Сонця та інших зірок).