Электропроводность газов

Газы обладают исключительно малой проводимостью. Это связано с очень низкой концентрацией носителей заряда. Появление носителей в газе происходит за счет ионизации нейтральных молекул под действием внешних факторов либо при соударении заряженных частиц с молекулами. Основным фактором, определяющим проводимость газов, является космическое излучение. Обычно в воздухе образуется порядка 1000 шт. электронов и ионов в 1 см³ за 1 сек. Ионизация сильно увеличивается при нагревании газа. Электропроводность газа, обусловленная этим явлением, называется несамостоятельной.

Под действием сильных электрических полей заряженные частицы могут приобретать большие скорости и образовывать новые ионы при соударениях с нейтральными молекулами. Электропроводность газа, обусловленная этим явлением, называется самостоятельной. В слабых электрических полях ударная ионизация отсутствует.

Одновременно с образованием носителей зарядов протекает противоположный процесс – объединение заряженных частиц в нейтральные молекулы. Этот процесс называется рекомбинацией. Наличие рекомбинации объясняет установление определенного уровня ионов спустя короткое время после начала действия внешнего ионизатора.

Характер зависимости тока от напряжения для газа представлен на рис.1. При небольших значениях напряжения выполняется закон Ома. В этой области запас положительных и отрицательных частиц достаточен и практически постоянен. При увеличении напряжения положительные ионы не успевают рекомбинировать и разряжаются на электродах. Это соответствует горизонтальному участку кривой. При дальнейшем увеличении напряжения вследствие ударной ионизации появляется самостоятельная проводимость, и ток вновь начинает расти с увеличением напряжения.