Электрический ток в газах
Электрический ток в газах — это направленное движение свободных электронов и ионов под действием электрического поля. В обычных условиях газы почти не проводят ток, но при появлении заряженных частиц становятся проводниками.
В газе заряженные частицы появляются при ионизации — отрыве электронов от атомов или молекул. Ионизацию вызывают нагревание, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, радиоактивное излучение, сильное электрическое поле и столкновения быстрых частиц с атомами. Потерявший электрон атом становится положительным ионом, а свободный электрон может присоединиться к нейтральной частице и образовать отрицательный ион.
Если внешнее ионизирующее воздействие прекращается, количество носителей постепенно уменьшается: положительные и отрицательные частицы соединяются, происходит рекомбинация. Такой ток называют несамостоятельным разрядом. При достаточно сильном поле электроны разгоняются и ионизируют атомы при столкновениях. Возникает цепная реакция, и разряд поддерживается без внешнего ионизатора — это самостоятельный разряд.
Основные виды газового разряда
- Искровой разряд — кратковременный канал тока при большом напряжении: искра, молния.
- Дуговой разряд — яркий устойчивый разряд с высокой температурой, например электрическая дуга.
- Тлеющий разряд — разряд при сравнительно небольшом токе и разреженном газе; используется в газоразрядных лампах.
- Коронный разряд — свечение около проводника с большой напряжённостью поля, например возле острия.
В неоне лампы газ разрежен, а между электродами создано напряжение. Электроны и ионы движутся к противоположным электродам, сталкиваются с атомами неона и вызывают свечение. Это самостоятельный тлеющий разряд.
Ионизация не является током: она только создаёт носители заряда. Ток появляется тогда, когда эти носители начинают направленно двигаться в электрическом поле. Носители электрического тока могут быть разными в газах, металлах и электролитах.
Что необходимо для возникновения электрического тока в газе?
Главное
- Ток в газах создают направленно движущиеся электроны и ионы.
- Ионизация образует носители заряда, а электрическое поле приводит их в движение.
- Разряд бывает несамостоятельным и самостоятельным; основные виды самостоятельного разряда — искровой, дуговой, тлеющий и коронный.