Elektriskā strāva gāzēs. Elektriskā strāva gāzēs: definīcija, īpašības un interesanti fakti

Gāzēs ir pašpietiekamas un pašpietiekamas elektriskās izlādes.

Elektriskās strāvas plūsmas parādību caur gāzi, ko novēro tikai jebkādas ārējas ietekmes uz gāzi gadījumā, sauc par nepastāvīgu elektrisko izlādi. Elektrona atdalīšanās procesu no atoma sauc par atoma jonizāciju. Minimālo enerģiju, kas jāpatērē, lai atdalītu elektronu no atoma, sauc par jonizācijas enerģiju. Daļēji vai pilnībā jonizētu gāzi, kurā pozitīvo un negatīvo lādiņu blīvums ir vienāds, sauc. plazma.

Elektriskās strāvas nesēji nepastāvīgā izlādē ir pozitīvie joni un negatīvie elektroni. Strāvas-sprieguma raksturlielums ir parādīts attēlā. 54. OAB jomā - pašpietiekama izlāde. BC reģionā izlāde kļūst neatkarīga.

Pašizlādes gadījumā viena no atomu jonizācijas metodēm ir elektronu triecienjonizācija. Jonizācija ar elektronu triecienu kļūst iespējama, kad elektrons vidējā brīvajā ceļā A iegūst kinētisko enerģiju W k, kas ir pietiekama, lai veiktu elektrona atdalīšanas darbu no atoma. Neatkarīgo izlāžu veidi gāzēs - dzirksteļlāde, korona, loka un kvēlspuldze.

dzirksteles izlāde notiek starp diviem elektrodiem, kas uzlādēti ar dažādu lādiņu un kuriem ir liela potenciāla atšķirība. Spriegums starp pretēji lādētiem ķermeņiem sasniedz līdz 40 000 V. Dzirksteles izlāde ir īslaicīga, tās mehānisms ir elektronisks trieciens. Zibens ir dzirksteļu izlādes veids.

Ļoti neviendabīgos elektriskos laukos, kas veidojas, piemēram, starp galu un plakni vai starp elektropārvades līnijas vadu un Zemes virsmu, rodas īpaša pašpietiekama izlāde gāzēs, t.s. korona izlāde.

Elektriskā loka izlāde atklāja krievu zinātnieks V.V.Petrovs 1802.gadā.Kad pie 40-50V sprieguma saskaras divi no akmeņoglēm izgatavoti elektrodi,dažviet veidojas neliela šķērsgriezuma laukumi ar augstu elektrisko pretestību. Šīs vietas kļūst ļoti karstas, izstaro elektronus, kas jonizē atomus un molekulas starp elektrodiem. Elektriskās strāvas nesēji lokā ir pozitīvi lādēti joni un elektroni.

Tiek saukta izlāde, kas notiek pie pazemināta spiediena spīduma izlāde. Samazinoties spiedienam, palielinās elektrona vidējais brīvais ceļš, un laikā starp sadursmēm tam ir laiks iegūt pietiekami daudz enerģijas jonizācijai. elektriskais lauks ar mazāku stresu. Izlādi veic elektronu jonu lavīna.

1. Jonizācija, tās būtība un veidi.

Pirmais nosacījums elektriskās strāvas pastāvēšanai ir brīvu lādiņu nesēju klātbūtne. Gāzēs tās rodas jonizācijas rezultātā. Jonizācijas faktoru ietekmē elektrons tiek atdalīts no neitrālas daļiņas. Atoms kļūst par pozitīvu jonu. Tādējādi ir 2 veidu lādiņu nesēji: pozitīvais jons un brīvais elektrons. Ja neitrālam atomam pievienojas elektrons, tad parādās negatīvs jons, t.i. trešais lādiņu nesēju veids. Jonizētu gāzi sauc par trešā veida vadītāju. Šeit ir iespējami divu veidu vadītspēja: elektroniskā un jonu. Vienlaikus ar jonizācijas procesiem notiek apgrieztais process, rekombinācija. Lai atdalītu elektronu no atoma, ir nepieciešama enerģija. Ja enerģija tiek piegādāta no ārpuses, tad jonizāciju veicinošos faktorus sauc par ārējiem (augsta temperatūra, jonizējošais starojums, ultravioletais starojums, spēcīgs magnētiskie lauki). Atkarībā no jonizācijas faktoriem to sauc par termisko jonizāciju, fotojonizāciju. Arī jonizāciju var izraisīt mehānisks trieciens. Jonizācijas faktorus iedala dabiskajos un mākslīgajos. Dabisko izraisa Saules starojums, Zemes radioaktīvais fons. Papildus ārējai jonizācijai ir arī iekšējā. Tas ir sadalīts perkusijās un pakāpjveida.

Trieciena jonizācija.

Pie pietiekami augsta sprieguma elektroni, kurus lauks paātrina līdz lieliem ātrumiem, paši kļūst par jonizācijas avotu. Kad šāds elektrons atduras pret neitrālu atomu, elektrons tiek izsists no atoma. Tas notiek, ja elektrona enerģija, kas izraisa jonizāciju, pārsniedz atoma jonizācijas enerģiju. Spriegumam starp elektrodiem jābūt pietiekamam, lai elektrons iegūtu nepieciešamo enerģiju. Šo spriegumu sauc par jonizācijas spriegumu. Katram ir sava nozīme.

Ja kustīgā elektrona enerģija ir mazāka nekā nepieciešams, tad triecienā notiek tikai neitrālā atoma ierosme. Ja kustīgs elektrons saduras ar iepriekš ierosinātu atomu, tad notiek pakāpeniska jonizācija.

2. Nepašpietiekama gāzizlāde un tās strāvas-sprieguma raksturlielums.

Jonizācija noved pie pirmā strāvas pastāvēšanas nosacījuma izpildes, t.i. līdz bezmaksas maksas parādīšanās. Lai rastos strāva, ir nepieciešams ārējs spēks, kas liks lādiņiem kustēties virzienā, t.i. ir nepieciešams elektriskais lauks. Elektrisko strāvu gāzēs pavada vairākas parādības: gaisma, skaņa, ozona veidošanās, slāpekļa oksīdi. Parādību kopums, kas pavada strāvas pāreju gāze - gāze rangs . Bieži vien strāvas pārejas procesu sauc par gāzes izlādi.

Izlādi sauc par pašpietiekamu, ja tā pastāv tikai ārējā jonizatora darbības laikā. Šajā gadījumā pēc ārējā jonizatora darbības pārtraukšanas jauni lādiņu nesēji neveidojas, un strāva apstājas. Ar nepastāvīgu izlādi straumes ir mazas, un nav gāzes mirdzuma.

Neatkarīga gāzes izlāde, tās veidi un īpašības.

Neatkarīga gāzes izlāde ir izlāde, kas var pastāvēt pēc ārējā jonizatora darbības pārtraukšanas, t.i. trieciena jonizācijas dēļ. Šajā gadījumā tiek novērotas gaismas un skaņas parādības, strāvas stiprums var ievērojami palielināties.

Pašizlādes veidi:

1. klusa izlāde - seko tieši pēc nepastāvīgas izlādes, strāvas stiprums nepārsniedz 1 mA, nav skaņas un gaismas parādību. To lieto fizioterapijā, Geigera-Mullera skaitītājos.

2. mirdzuma izlāde. Palielinoties spriegumam, klusums pārvēršas gruzdošā. Tas notiek pie noteikta sprieguma - aizdedzes sprieguma. Tas ir atkarīgs no gāzes veida. Neonam ir 60-80 V. Tas ir atkarīgs arī no gāzes spiediena. Mirdzuma izlādi pavada mirdzums, tas ir saistīts ar rekombināciju, kas iet ar enerģijas izdalīšanos. Krāsa ir atkarīga arī no gāzes veida. To izmanto indikatorlampās (neona, ultravioletā baktericīda, apgaismojuma, luminiscences).

3. loka izlāde. Strāvas stiprums ir 10 - 100 A. To pavada intensīvs spīdums, temperatūra gāzizlādes spraugā sasniedz vairākus tūkstošus grādu. Jonizācija sasniedz gandrīz 100%. 100% jonizēta gāze – aukstās gāzes plazma. Viņai ir laba vadītspēja. To izmanto augsta un īpaši augsta spiediena dzīvsudraba lampās.

4. Dzirksteļaizlāde ir sava veida loka izlāde. Tā ir impulsa svārstību izlāde. Medicīnā izmanto augstfrekvences svārstību efektu.Pie liela strāvas blīvuma tiek novērotas intensīvas skaņas parādības.

5. korona izlāde. Šī ir sava veida mirdzuma izlāde. To novēro vietās, kur ir krasas elektriskā lauka intensitātes izmaiņas. Šeit ir lādiņu lavīna un gāzu mirdzums - korona.

Fizikas abstrakts

par tēmu:

"Elektriskā strāva gāzēs".

Elektriskā strāva gāzēs.

1. Elektriskā izlāde gāzēs.

Visas gāzes savā dabiskajā stāvoklī nevada elektrību. To var redzēt no šādas pieredzes:

Ņemsim elektrometru ar tam piestiprinātiem plakanā kondensatora diskiem un uzlādēsim. Plkst telpas temperatūra ja gaiss ir pietiekami sauss, kondensators manāmi neizlādējas - elektrometra adatas pozīcija nemainās. Lai pamanītu elektrometra adatas novirzes leņķa samazināšanos, tas ir nepieciešams ilgu laiku. Tas liecina par to elektrība gaisā starp diskiem ir ļoti mazs. Šī pieredze liecina, ka gaiss ir slikts elektriskās strāvas vadītājs.

Modificēsim eksperimentu: sildīsim gaisu starp diskiem ar spirta lampas liesmu. Tad elektrometra rādītāja novirzes leņķis strauji samazinās, t.i. potenciālā starpība starp kondensatora diskiem samazinās - kondensators izlādējas. Līdz ar to sakarsētais gaiss starp diskiem ir kļuvis par vadītāju, un tajā tiek izveidota elektriskā strāva.

Gāzu izolācijas īpašības ir izskaidrojamas ar to, ka tajās nav brīvu elektrisko lādiņu: gāzu atomi un molekulas to dabiskajā stāvoklī ir neitrāli.

2. Gāzu jonizācija.

Iepriekš minētā pieredze liecina, ka augstas temperatūras ietekmē gāzēs parādās uzlādētas daļiņas. Tie rodas viena vai vairāku elektronu atdalīšanas rezultātā no gāzes atomiem, kā rezultātā neitrāla atoma vietā parādās pozitīvs jons un elektroni. Daļu no izveidotajiem elektroniem var uztvert citi neitrālie atomi, un tad parādīsies vairāk negatīvo jonu. Gāzes molekulu sadalīšanos elektronos un pozitīvajos jonos sauc gāzu jonizācija.

Gāzes uzkarsēšana līdz augstai temperatūrai nav vienīgais veids, kā jonizēt gāzes molekulas vai atomus. Gāzes jonizācija var notikt dažādu ārēju mijiedarbību ietekmē: spēcīga gāzes karsēšana, rentgenstari, a-, b- un g-stari, kas rodas radioaktīvās sabrukšanas rezultātā, kosmiskie stari, gāzu molekulu bombardēšana ar ātri kustīgiem elektroniem vai joniem. Tiek saukti faktori, kas izraisa gāzes jonizāciju jonizatori. Jonizācijas procesa kvantitatīvā īpašība ir jonizācijas intensitāte, mēra pēc uzlādētu daļiņu pāru skaita, kas atrodas pretējā zīmē un kas parādās gāzes tilpuma vienībā laika vienībā.

Atoma jonizācijai ir nepieciešams tērēt noteiktu enerģiju - jonizācijas enerģiju. Lai jonizētu atomu (vai molekulu), ir jādarbojas pret mijiedarbības spēkiem starp izmesto elektronu un pārējām atoma (vai molekulas) daļiņām. Šo darbu sauc par jonizācijas darbu A i . Jonizācijas darba vērtība ir atkarīga no ķīmiskā daba izmestā elektrona gāzes un enerģijas stāvoklis atomā vai molekulā.

Pēc jonizatora darbības pārtraukšanas jonu skaits gāzē laika gaitā samazinās un galu galā joni pazūd pavisam. Jonu izzušana ir izskaidrojama ar to, ka tajā ir iesaistīti joni un elektroni termiskā kustība un tāpēc saduras viens ar otru. Kad pozitīvs jons un elektrons saduras, tie var atkal apvienoties neitrālā atomā. Tādā pašā veidā, saduroties pozitīvajam un negatīvajam jonam, negatīvais jons var atdot savu lieko elektronu pozitīvajam jonam un abi joni pārvērtīsies neitrālos atomos. Šo jonu savstarpējās neitralizācijas procesu sauc jonu rekombinācija. Kad pozitīvs jons un elektrons vai divi joni rekombinējas, tiek atbrīvota noteikta enerģija, kas ir vienāda ar enerģiju, kas iztērēta jonizācijai. Daļēji tas tiek izstarots gaismas veidā, un tāpēc jonu rekombināciju pavada luminiscence (rekombinācijas luminiscence).

Elektriskās izlādes parādībās gāzēs liela nozīme ir atomu jonizācijai ar elektronu triecieniem. Šis process sastāv no tā, ka kustīgs elektrons, kuram ir pietiekama kinētiskā enerģija, izsit vienu vai vairākus atomu elektroni, kā rezultātā neitrālais atoms pārvēršas par pozitīvu jonu, un gāzē parādās jauni elektroni (par to tiks runāts vēlāk).

Zemāk esošajā tabulā ir norādītas dažu atomu jonizācijas enerģijas.

3. Gāzu elektrovadītspējas mehānisms.

Gāzes vadītspējas mehānisms ir līdzīgs elektrolītu šķīdumu un kausējumu vadītspējas mehānismam. Ja nav ārēja lauka, lādētas daļiņas, tāpat kā neitrālas molekulas, pārvietojas nejauši. Ja joni un brīvie elektroni nonāk ārējā elektriskā laukā, tie nonāk virzītā kustībā un rada elektrisko strāvu gāzēs.

Tādējādi elektriskā strāva gāzē ir virzīta pozitīvo jonu kustība uz katodu un negatīvo jonu un elektronu kustība uz anodu. Kopējo strāvu gāzē veido divas uzlādētu daļiņu plūsmas: plūsma, kas iet uz anodu, un plūsma, kas vērsta uz katodu.

Uzlādēto daļiņu neitralizācija notiek uz elektrodiem, piemēram, elektriskās strāvas pārejai caur šķīdumiem un elektrolītu kausējumiem. Tomēr gāzēs uz elektrodiem neizdalās vielas, kā tas notiek elektrolītu šķīdumos. Gāzes joni, tuvojoties elektrodiem, piešķir tiem savus lādiņus, pārvēršas neitrālās molekulās un izkliedējas atpakaļ gāzē.

Vēl viena atšķirība jonizētu gāzu un elektrolītu šķīdumu (kausējumu) elektrovadītspējā ir tāda, ka negatīvais lādiņš, plūstot strāvai cauri gāzēm, tiek pārnests galvenokārt nevis ar negatīvajiem joniem, bet gan ar elektroniem, lai gan negatīvo jonu radītā vadītspēja var arī ietekmēt. noteikta loma.

Tādējādi gāzes apvieno elektronisko vadītspēju, kas ir līdzīga metālu vadītspējai, ar jonu vadītspēju, kas ir līdzīga ūdens šķīdumu un elektrolītu kausējumu vadītspējai.

4. Pašpietiekama gāzes izlāde.

Elektriskās strāvas izvadīšanas procesu caur gāzi sauc par gāzes izlādi. Ja gāzes elektrovadītspēju rada ārējie jonizatori, tad tajā radušos elektrisko strāvu sauc pašpietiekama gāzes izplūde. Pārtraucot ārējo jonizatoru darbību, tiek pārtraukta pašpietiekama izlāde. Pašpietiekama gāzes izlāde nav saistīta ar gāzes spīdumu.

Zemāk ir diagramma, kurā parādīta strāvas stipruma atkarība no sprieguma nepastāvīgai izlādei gāzē. Grafika uzzīmēšanai tika izmantota stikla caurule ar diviem metāla elektrodiem, kas pielodēti stiklā. Ķēde ir salikta, kā parādīts attēlā zemāk.

Pie noteikta sprieguma pienāk punkts, kurā visas uzlādētās daļiņas, ko gāzē veido jonizators sekundē, vienā un tajā pašā laikā sasniedz elektrodus. Turpmāks sprieguma pieaugums vairs nevar izraisīt transportēto jonu skaita palielināšanos. Strāva sasniedz piesātinājumu (1. diagrammas horizontālā sadaļa).

5. Neatkarīga gāzes izlāde.

Tiek izsaukta elektriskā izlāde gāzē, kas saglabājas pēc ārējā jonizatora darbības pārtraukšanas neatkarīga gāzes izlāde. Tās īstenošanai ir nepieciešams, lai pašas izlādes rezultātā gāzē nepārtraukti veidotos bezmaksas lādiņi. Galvenais to rašanās avots ir gāzes molekulu triecienjonizācija.

Ja pēc piesātinājuma sasniegšanas turpināsim palielināt potenciālu starpību starp elektrodiem, tad strāvas stiprums pie pietiekami augsta sprieguma strauji palielināsies (2. grafiks).

Tas nozīmē, ka gāzē parādās papildu joni, kas veidojas jonizatora darbības rezultātā. Strāvas stiprums var palielināties simtiem un tūkstošiem reižu, un uzlādēto daļiņu skaits, kas parādās izlādes laikā, var kļūt tik liels, ka ārējais jonizators izlādes uzturēšanai vairs nav nepieciešams. Tāpēc jonizatoru tagad var noņemt.

Kādi ir iemesli straujam strāvas stipruma pieaugumam pie augsta sprieguma? Apsveriet jebkuru uzlādētu daļiņu pāri (pozitīvo jonu un elektronu), kas veidojas ārējā jonizatora darbības rezultātā. Brīvais elektrons, kas parādās šādā veidā, sāk virzīties uz pozitīvo elektrodu - anodu, bet pozitīvais jons - pret katodu. Savā ceļā elektrons satiekas ar joniem un neitrāliem atomiem. Intervālos starp divām secīgām sadursmēm elektrona enerģija palielinās elektriskā lauka spēku darba dēļ.

Jo lielāka ir potenciālu starpība starp elektrodiem, jo ​​lielāks ir elektriskā lauka stiprums. Elektrona kinētiskā enerģija pirms nākamās sadursmes ir proporcionāla lauka intensitātei un elektrona brīvajam ceļam: MV 2 /2=eEl. Ja elektrona kinētiskā enerģija pārsniedz darbu A i, kas jāveic, lai jonizētu neitrālu atomu (vai molekulu), t.i. MV 2 >A i , tad elektronam saduroties ar atomu (vai molekulu), tas tiek jonizēts. Rezultātā viena elektrona vietā parādās divi elektroni (uzbrūk atomam un izraujas no atoma). Tie savukārt saņem enerģiju laukā un jonizē pretimnākošos atomus u.tml.. Tā rezultātā strauji palielinās lādēto daļiņu skaits, rodas elektronu lavīna. Aprakstītais process tiek saukts elektronu trieciena jonizācija.

Bet jonizācija ar elektronu triecienu vien nevar nodrošināt neatkarīga lādiņa uzturēšanu. Patiešām, galu galā visi elektroni, kas rodas šādā veidā, virzās uz anodu un, sasniedzot anodu, "izkrīt no spēles". Lai uzturētu izlādi, no katoda ir jāizstaro elektroni ("emisija" nozīmē "emisija"). Elektronu emisija var notikt vairāku iemeslu dēļ.

Pozitīvie joni, kas veidojas elektronu sadursmē ar neitrāliem atomiem, virzoties uz katodu, lauka iedarbībā iegūst lielu kinētisko enerģiju. Kad tik ātri joni skar katodu, elektroni tiek izsisti no katoda virsmas.

Turklāt katods var izstarot elektronus, kad tas tiek uzkarsēts līdz augstai temperatūrai. Šo procesu sauc termiskā emisija. To var uzskatīt par elektronu iztvaikošanu no metāla. Daudzos cietvielas termiskā emisija notiek temperatūrā, kurā pašas vielas iztvaikošana joprojām ir neliela. Šādas vielas izmanto katodu ražošanai.

Pašizlādes laikā katodu var uzsildīt, bombardējot to ar pozitīviem joniem. Ja jonu enerģija nav pārāk augsta, tad no katoda nenotiek elektronu izspiešana un elektroni tiek emitēti termiskās emisijas dēļ.

6. Dažādi pašizlādes veidi un to tehniskais pielietojums.

Atkarībā no gāzes īpašībām un stāvokļa, elektrodu veida un atrašanās vietas, kā arī no elektrodiem pievadītā sprieguma, Dažādi neatkarīgs rangs. Apskatīsim dažus no tiem.

A. Kūpoša izlāde.

Kvēles izlāde tiek novērota gāzēs plkst zems spiediens vairāki desmiti dzīvsudraba staba milimetru un mazāk. Ja mēs ņemam vērā cauruli ar mirdzumu, mēs varam redzēt, ka galvenās kvēlspuldzes daļas ir katoda tumšā telpa, tālu no viņa negatīvs vai kūpošs spīdums, kas pamazām pāriet apgabalā faraday tumšā telpa.Šie trīs apgabali veido izlādes katoda daļu, kam seko galvenā izlādes gaismas daļa, kas nosaka tās optiskās īpašības un tiek saukta. pozitīva kolonna.

Galvenā loma mirdzuma izlādes uzturēšanā ir tās katoda daļas pirmajiem diviem reģioniem. raksturīga iezīmeŠāda veida izlāde ir straujš potenciāla kritums katoda tuvumā, kas saistīts ar augstu pozitīvo jonu koncentrāciju uz I un II apgabala robežas, jo katoda jonu ātrums ir salīdzinoši zems. Katoda tumšajā telpā notiek spēcīgs elektronu un pozitīvo jonu paātrinājums, izsitot elektronus no katoda. Kvēlojošā mirdzuma zonā elektroni rada intensīvu gāzes molekulu triecienjonizāciju un zaudē savu enerģiju. Šeit veidojas pozitīvi joni, kas nepieciešami izlādes uzturēšanai. Elektriskā lauka stiprums šajā reģionā ir zems. Grūtošo spīdumu galvenokārt izraisa jonu un elektronu rekombinācija. Katoda tumšās telpas garumu nosaka gāzes un katoda materiāla īpašības.

Pozitīvās kolonnas reģionā elektronu un jonu koncentrācija ir aptuveni vienāda un ļoti augsta, kas izraisa augstu pozitīvās kolonnas elektrovadītspēju un nelielu potenciāla kritumu tajā. Pozitīvās kolonnas spīdumu nosaka ierosināto gāzes molekulu mirdzums. Netālu no anoda atkal novērojamas salīdzinoši krasas potenciāla izmaiņas, kas saistītas ar pozitīvo jonu ģenerēšanas procesu. Dažos gadījumos pozitīvā kolonna sadalās atsevišķās gaismas zonās - slāņi, atdalītas ar tumšām telpām.

Pozitīvajai kolonnai nav būtiskas lomas kvēlizlādes uzturēšanā, tāpēc, samazinoties attālumam starp caurules elektrodiem, pozitīvās kolonnas garums samazinās un var izzust pavisam. Situācija atšķiras ar katoda tumšās telpas garumu, kas nemainās, elektrodiem tuvojoties viens otram. Ja elektrodi atrodas tik tuvu, ka attālums starp tiem kļūst mazāks par katoda tumšās telpas garumu, tad gāzē apstāsies kvēlspuldze. Eksperimenti liecina, ka, ja citas lietas ir vienādas, katoda tumšās telpas garums d ir apgriezti proporcionāls gāzes spiedienam. Līdz ar to pie pietiekami zema spiediena pozitīvo jonu no katoda izsisti elektroni gandrīz bez sadursmes ar tās molekulām iziet cauri gāzei, veidojot elektroniski, vai katoda stari .

Kvēlizlāde tiek izmantota gāzes gaismas lampās, dienasgaismas spuldzēs, sprieguma stabilizatoros, lai iegūtu elektronu un jonu starus. Ja katodā izveido spraugu, tad šauri jonu stari caur to iziet telpā aiz katoda, ko bieži sauc kanālu stari. plaši izmantota parādība katoda izsmidzināšana, t.i. katoda virsmas iznīcināšana pozitīvo jonu iedarbībā, kas uz to saskaras. Katoda materiāla ultramikroskopiskie fragmenti lido visos virzienos pa taisnām līnijām un ar plānu kārtu pārklāj caurulē ievietoto ķermeņu (īpaši dielektriķu) virsmu. Tādā veidā tiek izgatavoti spoguļi vairākām ierīcēm, pielietoti plāns slānis metāls uz selēna fotoelementiem.

b. Korona izlāde.

Korona izlāde notiek normālā gāzē ļoti neviendabīgā elektriskajā laukā (piemēram, augstsprieguma līniju tapas vai vadu tuvumā). Koronas izlādes gadījumā gāzes jonizācija un tās spīdums notiek tikai pie korona elektrodiem. Katoda korona (negatīvā korona) gadījumā elektroni, kas izraisa gāzes molekulu triecienjonizāciju, tiek izsisti no katoda, kad tas tiek bombardēts ar pozitīviem joniem. Ja anods ir korona (pozitīvā korona), tad elektronu dzimšana notiek gāzes fotojonizācijas dēļ anoda tuvumā. Korona ir kaitīga parādība, ko pavada strāvas noplūde un zudumi elektriskā enerģija. Lai samazinātu koronu, tiek palielināts vadītāju izliekuma rādiuss, un to virsma tiek padarīta pēc iespējas gludāka. Pie pietiekami augsta sprieguma starp elektrodiem vainaga izlāde pārvēršas dzirksteles formā.

Ar paaugstinātu spriegumu korona izlāde uz gala izpaužas kā gaismas līnijas, kas izplūst no gala un mainās laikā. Šīs līnijas, kurām ir virkne līkumu un līkumu, veido sava veida otu, kā rezultātā šādu izlādi sauc karpālā .

Uzlādēts negaisa mākonis inducē uz Zemes virsmas zem tā elektriskie lādiņi pretēja zīme. Īpaši liels lādiņš uzkrājas uz uzgaļiem. Tāpēc pirms pērkona negaisa vai negaisa laikā gaismas konusi, piemēram, otas, bieži uzliesmo augstu paceltu objektu smailēs un asajos stūros. Kopš seniem laikiem šo mirdzumu sauc par Svētā Elmo ugunīm.

Īpaši bieži alpīnisti kļūst par šīs parādības lieciniekiem. Dažkārt pat ne tikai metāla priekšmetus, bet arī matu galus uz galvas rotā mazi mirdzoši pušķi.

Strādājot ar augstu spriegumu, jāņem vērā koronaizlāde. Ja ir izvirzītas daļas vai ļoti plāni vadi, var sākties koronaizlāde. Tā rezultātā rodas strāvas noplūde. Jo augstāks ir augstsprieguma līnijas spriegums, jo biezākiem jābūt vadiem.

C. Dzirksteles izlāde.

Dzirksteles izlādei ir spilgti zigzaga zarojoši pavedieni-kanāli, kas iekļūst izlādes spraugā un pazūd, aizstājot ar jauniem. Pētījumi ir parādījuši, ka dzirksteļaizlādes kanāli sāk augt dažreiz no pozitīvā elektroda, dažreiz no negatīvā un dažreiz no kāda punkta starp elektrodiem. Tas izskaidrojams ar to, ka triecienjonizācija dzirksteles izlādes gadījumā notiek nevis visā gāzes tilpumā, bet gan pa atsevišķiem kanāliem, kas iet tajās vietās, kur jonu koncentrācija nejauši izrādījās visaugstākā. Dzirksteļu izlādi pavada atbrīvošana liels skaits siltums, spilgts gāzes mirdzums, sprakšķis vai pērkons. Visas šīs parādības izraisa elektronu un jonu lavīnas, kas notiek dzirksteles kanālos un izraisa milzīgu spiediena pieaugumu, sasniedzot 10 7 ¸10 8 Pa, un temperatūras paaugstināšanos līdz 10 000 °C.

Tipisks dzirksteles izlādes piemērs ir zibens. Galvenā zibens kanāla diametrs ir no 10 līdz 25 cm, un zibens garums var sasniegt vairākus kilometrus. Maksimālais spēks Zibens impulsa strāva sasniedz desmitiem un simtiem tūkstošu ampēru.

Ar nelielu izlādes spraugas garumu dzirksteļaizlāde izraisa īpašu anoda iznīcināšanu, ko sauc erozija. Šī parādība tika izmantota elektrodzirksteļu griešanas, urbšanas un citu veidu precīzās metāla apstrādes metodēs.

Dzirksteles spraugu izmanto kā pārsprieguma aizsargu elektropārvades līnijās (piemēram, in telefona līnijas). Ja līnijas tuvumā iet spēcīga īslaicīga strāva, tad šīs līnijas vados tiek inducēti spriegumi un strāvas, kas var sabojāt elektroinstalācija un bīstami cilvēka dzīvībai. Lai no tā izvairītos, tiek izmantoti speciāli drošinātāji, kas sastāv no diviem izliektiem elektrodiem, no kuriem viens ir savienots ar līniju, bet otrs ir iezemēts. Ja līnijas potenciāls attiecībā pret zemi stipri palielinās, tad starp elektrodiem rodas dzirksteļaizlāde, kas kopā ar tās sasildīto gaisu paceļas uz augšu, pagarinās un saplīst.

Visbeidzot, elektrisko dzirksteli izmanto, lai izmērītu lielas potenciāla atšķirības, izmantojot bumbas sprauga, kura elektrodi ir divas metāla lodītes ar pulētu virsmu. Bumbiņas tiek pārvietotas viena no otras, un tām tiek piemērota izmērīta potenciāla starpība. Tad bumbiņas tiek savestas kopā, līdz starp tām izlec dzirkstele. Zinot bumbiņu diametru, attālumu starp tām, gaisa spiedienu, temperatūru un mitrumu, viņi pēc īpašām tabulām atrod potenciālo starpību starp bumbiņām. Šo metodi var izmantot, lai dažu procentu robežās izmērītu potenciālās atšķirības desmitiem tūkstošu voltu robežās.

D. Loka izlāde.

Loka izlādi atklāja V. V. Petrovs 1802. gadā. Šī izlāde ir viens no gāzizlādes veidiem, kas notiek pie liela strāvas blīvuma un salīdzinoši zema sprieguma starp elektrodiem (vairāku desmitu voltu). Galvenais loka izlādes cēlonis ir intensīva termoelektronu emisija ar karstu katodu. Šie elektroni paātrinās elektriskais lauks un radīt gāzes molekulu triecienjonizāciju, kuras dēļ elektriskā pretestība gāzes sprauga starp elektrodiem ir salīdzinoši maza. Ja samazināsim ārējās ķēdes pretestību, palielināsim loka izlādes strāvu, tad gāzes spraugas vadītspēja palielināsies tik daudz, ka samazinās spriegums starp elektrodiem. Tāpēc tiek uzskatīts, ka loka izlādei ir krītoša strāvas-sprieguma raksturlielums. Atmosfēras spiedienā katoda temperatūra sasniedz 3000 °C. Elektroni, bombardējot anodu, izveido tajā padziļinājumu (krāteri) un silda. Krātera temperatūra ir aptuveni 4000 °C, un pie augsta gaisa spiediena tā sasniedz 6000-7000 °C. Gāzes temperatūra loka izlādes kanālā sasniedz 5000-6000 °C, tāpēc tajā notiek intensīva termiskā jonizācija.

Vairākos gadījumos loka izlāde tiek novērota arī salīdzinoši zemā katoda temperatūrā (piemēram, dzīvsudraba loka lampā).

1876. gadā P. N. Jabločkovs kā gaismas avotu pirmo reizi izmantoja elektrisko loku. "Jabločkova svecē" ogles bija izvietotas paralēli un atdalītas ar izliektu slāni, un to galus savienoja vadošs "aizdedzes tilts". Ieslēdzot strāvu, aizdedzes tilts izdega un izveidojās starp oglēm elektriskā loka. Oglēm degot, izolācijas slānis iztvaikoja.

Loka izlāde arī mūsdienās tiek izmantota kā gaismas avots, piemēram, prožektoros un projektoros.

Augstā loka izlādes temperatūra ļauj to izmantot loka krāsns celtniecībai. Šobrīd loka krāsnis, kuras darbina ar ļoti lielu strāvu, tiek izmantotas vairākās nozarēs: tērauda, ​​čuguna, dzelzs sakausējumu, bronzas kausēšanai, kalcija karbīda, slāpekļa oksīda u.c.

1882. gadā N. N. Benardoss pirmo reizi izmantoja loka izlādi metāla griešanai un metināšanai. Izlāde starp fiksēto oglekļa elektrodu un metālu silda abu savienojuma vietu metāla loksnes(vai plāksnes) un metina tās. Benardos izmantoja to pašu griešanas metodi metāla plāksnes un dabūt tajos caurumus. 1888. gadā N. G. Slavjanovs uzlaboja šo metināšanas metodi, aizstājot oglekļa elektrodu ar metāla elektrodu.

Loka izlāde ir atradusi pielietojumu dzīvsudraba taisngriežā, kas pārvērš maiņstrāvu līdzstrāvā.

E. Plazma.

Plazma ir daļēji vai pilnībā jonizēta gāze, kurā pozitīvo un negatīvo lādiņu blīvums ir gandrīz vienāds. Tādējādi plazma kopumā ir elektriski neitrāla sistēma.

Plazmas kvantitatīvā īpašība ir jonizācijas pakāpe. Plazmas jonizācijas pakāpe a ir uzlādēto daļiņu tilpuma koncentrācijas attiecība pret daļiņu kopējo tilpuma koncentrāciju. Atkarībā no jonizācijas pakāpes plazmu iedala vāji jonizēts(a ir procenta daļas), daļēji jonizēts (a no dažiem procentiem) un pilnībā jonizēts (a ir tuvu 100%). Vāji jonizēta plazma dabas apstākļi ir atmosfēras augšējie slāņi - jonosfēra. Saule, karstas zvaigznes un daži starpzvaigžņu mākoņi ir pilnībā jonizēta plazma, kas veidojas augstā temperatūrā.

Vidējas enerģijas dažādi veidi daļiņas, kas veido plazmu, var būtiski atšķirties viena no otras. Tāpēc plazmu nevar raksturot ar vienu temperatūras vērtību T; izšķir elektronu temperatūru T e, jonu temperatūru T i (vai jonu temperatūru, ja plazmā ir vairāku veidu joni) un neitrālo atomu temperatūru T a (neitrāla komponente). Atšķirībā no izotermiskās plazmas, kurā visu komponentu temperatūras ir vienādas, šādu plazmu sauc par neizotermisku.

Plazmu iedala arī augstas temperatūras (T i »10 6 -10 8 K un vairāk) un zemas temperatūras!!! (T i<=10 5 К). Это условное разделение связано с особой влажностью высокотемпературной плазмы в связи с проблемой осуществления управляемого термоядерного синтеза.

Plazmai ir vairākas specifiskas īpašības, kas ļauj to uzskatīt par īpašu ceturto vielas stāvokli.

Pateicoties uzlādēto plazmas daļiņu augstajai mobilitātei, tās viegli pārvietojas elektrisko un magnētisko lauku ietekmē. Tāpēc ātri tiek novērsti visi atsevišķu plazmas reģionu elektriskās neitralitātes pārkāpumi, ko izraisa vienas lādiņa zīmes daļiņu uzkrāšanās. Iegūtie elektriskie lauki pārvieto lādētās daļiņas, līdz tiek atjaunota elektriskā neitralitāte un elektriskais lauks kļūst par nulli. Atšķirībā no neitrālas gāzes, kur starp molekulām pastāv neliela attāluma spēki, Kulona spēki darbojas starp lādētām plazmas daļiņām, samazinoties salīdzinoši lēni līdz ar attālumu. Katra daļiņa nekavējoties mijiedarbojas ar lielu skaitu apkārtējo daļiņu. Pateicoties tam, līdzās haotiskajai termiskajai kustībai, plazmas daļiņas var piedalīties dažādās sakārtotās kustībās. Plazmā ir viegli ierosinātas dažāda veida svārstības un viļņi.

Plazmas vadītspēja palielinās, palielinoties jonizācijas pakāpei. Augstās temperatūrās pilnībā jonizēta plazma savā vadītspējā tuvojas supravadītājiem.

Zemas temperatūras plazmu izmanto gāzizlādes gaismas avotos - gaismas caurulēs reklāmas uzrakstiem, dienasgaismas spuldzēs. Gāzlādes lampa tiek izmantota daudzās ierīcēs, piemēram, gāzes lāzeros - kvantu gaismas avotos.

Augstas temperatūras plazmu izmanto magnetohidrodinamiskajos ģeneratoros.

Nesen tika izveidota jauna ierīce - plazmas lodlampa. Plazmas deglis rada jaudīgas blīvas zemas temperatūras plazmas strūklas, kuras plaši izmanto dažādās tehnoloģiju jomās: metālu griešanai un metināšanai, urbumu urbšanai cietajos iežos u.c.

Izmantotās literatūras saraksts:

1) Fizika: elektrodinamika. 10-11 šūnas: mācību grāmata. padziļinātai fizikas studijām / G. Ja.Mjakiševs, A.Z.Sinjakovs, B.A.Slobodskovs. - 2. izdevums - M.: Drofa, 1998. - 480 lpp.

2) Fizikas kurss (trīs sējumos). T. II. elektrība un magnētisms. Proc. rokasgrāmata tehniskajām koledžām. / Detlaf A.A., Yavorsky B. M., Milkovskaya L. B. Izd. 4., pārskatīts. - M.: Augstskola, 1977. - 375 lpp.

3) Elektrība./E. G. Kalašņikovs. Ed. "Zinātne", Maskava, 1977.

4) Fizika./B. B. Bukhovcevs, Ju. L. Klimontovičs, G. Ja. Mjakiševs. 3. izdevums, pārstrādāts. – M.: Apgaismība, 1986. gads.

To veido virzīta brīvo elektronu kustība un ka šajā gadījumā nekādas izmaiņas vielā, no kuras izgatavots vadītājs, nenotiek.

Tiek saukti tādi vadītāji, kuros elektriskās strāvas pāreju nepavada ķīmiskas izmaiņas to vielā pirmā veida diriģenti. Tie ietver visus metālus, ogles un vairākas citas vielas.

Bet dabā ir arī tādi elektriskās strāvas vadītāji, kuros strāvas pārejā notiek ķīmiskas parādības. Šos vadītājus sauc otrā veida diriģenti. Tie galvenokārt ietver dažādus skābju, sāļu un sārmu šķīdumus ūdenī.

Ja stikla traukā ielej ūdeni un pievieno dažus pilienus sērskābes (vai kādas citas skābes vai sārma) un pēc tam paņem divas metāla plāksnes un pievieno tām vadītājus, nolaižot šīs plāksnes traukā, un pievieno strāvu. avota uz citiem vadītāju galiem caur slēdzi un ampērmetru, tad no šķīduma tiks atbrīvota gāze, un tā turpināsies nepārtraukti, līdz ķēde tiek aizvērta. paskābināts ūdens patiešām ir vadītājs. Turklāt plāksnes sāks pārklāt ar gāzes burbuļiem. Tad šie burbuļi noplīsīs no plāksnēm un iznāks ārā.

Elektriskai strāvai izejot cauri šķīdumam, notiek ķīmiskas izmaiņas, kuru rezultātā izdalās gāze.

Otrā veida vadītājus sauc par elektrolītiem, un parādība, kas rodas elektrolītā, kad caur to iet elektriskā strāva, ir.

Metāla plāksnes, kas iegremdētas elektrolītā, sauc par elektrodiem; vienu no tiem, kas savienoti ar strāvas avota pozitīvo polu, sauc par anodu, bet otru, kas savienoti ar negatīvo polu, sauc par katodu.

Kas izraisa elektriskās strāvas pāreju šķidruma vadītājā? Izrādās, ka šādos šķīdumos (elektrolītos) skābes molekulas (sārmi, sāļi) šķīdinātāja (šajā gadījumā ūdens) iedarbībā sadalās divās komponentēs, un vienai molekulas daļiņai ir pozitīvs elektriskais lādiņš, bet otrai negatīvs.

Molekulas daļiņas, kurām ir elektriskais lādiņš, sauc par joniem. Kad skābi, sāli vai sārmu izšķīdina ūdenī, šķīdumā parādās liels skaits gan pozitīvo, gan negatīvo jonu.

Tagad vajadzētu kļūt skaidram, kāpēc caur šķīdumu gāja elektriskā strāva, jo starp elektrodiem, kas savienoti ar strāvas avotu, tā tika izveidota, citiem vārdiem sakot, viens no tiem izrādījās pozitīvi uzlādēts, bet otrs negatīvi. Šīs potenciālu starpības ietekmē pozitīvie joni sāka virzīties uz negatīvo elektrodu - katodu, bet negatīvie joni - pret anodu.

Tādējādi jonu haotiskā kustība ir kļuvusi par sakārtotu negatīvo jonu pretkustību vienā virzienā un pozitīvo otrā virzienā. Šis lādiņa pārneses process veido elektriskās strāvas plūsmu caur elektrolītu un notiek tik ilgi, kamēr starp elektrodiem pastāv potenciālu atšķirība. Izzūdot potenciālu starpībai, strāva caur elektrolītu apstājas, tiek traucēta sakārtota jonu kustība un atkal iestājas haotiska kustība.

Kā piemēru apsveriet elektrolīzes fenomenu, kad elektriskā strāva tiek izlaista caur vara sulfāta CuSO4 šķīdumu, kurā ir nolaisti vara elektrodi.

Elektrolīzes parādība, kad strāva iet caur vara sulfāta šķīdumu: C - trauks ar elektrolītu, B - strāvas avots, C - slēdzis

Būs arī pretēja jonu kustība uz elektrodiem. Pozitīvais jons būs vara (Cu) jons, un negatīvais jons būs skābes atlikuma (SO4) jons. Vara joni, saskaroties ar katodu, tiks izlādēti (piestiprinot trūkstošos elektronus sev), t.i., tie pārvērtīsies par neitrālām tīra vara molekulām un nogulsnējas uz katoda plānākā (molekulārā) slāņa veidā.

Arī negatīvie joni, sasnieguši anodu, tiek izlādēti (atdod liekos elektronus). Bet tajā pašā laikā tie nonāk ķīmiskā reakcijā ar anoda varu, kā rezultātā skābajam atlikumam SO4 tiek pievienota vara Cu molekula un veidojas vara sulfāta CuS O4 molekula, kas tiek atgriezta. atpakaļ pie elektrolīta.

Tā kā šis ķīmiskais process aizņem ilgu laiku, uz katoda tiek nogulsnēts varš, kas tiek atbrīvots no elektrolīta. Šajā gadījumā uz katodu aizgājušo vara molekulu vietā elektrolīts saņem jaunas vara molekulas sakarā ar otrā elektroda – anoda – šķīšanu.

Tas pats process notiek, ja vara elektrodu vietā tiek ņemti cinka elektrodi, un elektrolīts ir cinka sulfāta ZnSO4 šķīdums. Cinks tiks pārnests arī no anoda uz katodu.

Tādējādi atšķirība starp elektrisko strāvu metālos un šķidruma vadītājos slēpjas tajā, ka metālos lādiņu nesēji ir tikai brīvie elektroni, t.i., negatīvie lādiņi, savukārt elektrolītos to nes pretī lādētas vielas daļiņas - joni, kas kustas pretējos virzienos. Tāpēc viņi tā saka elektrolītiem ir jonu vadītspēja.

Elektrolīzes fenomens 1837. gadā atklāja B. S. Jacobi, kurš veica daudzus eksperimentus par ķīmisko strāvas avotu izpēti un uzlabošanu. Jacobi atklāja, ka viens no vara sulfāta šķīdumā ievietotajiem elektrodiem, kad caur to iet elektriskā strāva, ir pārklāts ar varu.

Šo fenomenu sauc galvanizācija, tagad atrod ārkārtīgi plašu praktisku pielietojumu. Viens piemērs tam ir metāla priekšmetu pārklāšana ar plānu citu metālu kārtu, t.i., niķelēšana, zeltīšana, sudraba pārklājums utt.

Gāzes (ieskaitot gaisu) normālos apstākļos nevada elektrību. Piemēram, kaili, kas ir piekārti paralēli viens otram, ir izolēti viens no otra ar gaisa slāni.

Taču augstas temperatūras, lielas potenciālu starpības un citu iemeslu ietekmē gāzes, tāpat kā šķidruma vadītāji, jonizējas, t.i., tajās lielā skaitā parādās gāzes molekulu daļiņas, kuras, būdamas elektrības nesējas, veicina caurlaidību. elektriskā strāva caur gāzi.

Bet tajā pašā laikā gāzes jonizācija atšķiras no šķidruma vadītāja jonizācijas. Ja molekula šķidrumā sadalās divās lādētās daļās, tad gāzēs jonizācijas iedarbībā no katras molekulas vienmēr tiek atdalīti elektroni un jons paliek pozitīvi lādētas molekulas daļas formā.

Atliek tikai apturēt gāzes jonizāciju, jo tā pārstāj būt vadoša, savukārt šķidrums vienmēr paliek elektriskās strāvas vadītājs. Līdz ar to gāzes vadītspēja ir īslaicīga parādība, kas ir atkarīga no ārējo cēloņu darbības.

Tomēr ir vēl viens, ko sauc loka izlāde vai tikai elektriskā loka. Elektriskās loka fenomenu 19. gadsimta sākumā atklāja pirmais krievu elektroinženieris V. V. Petrovs.

V. V. Petrovs, veicot daudzus eksperimentus, atklāja, ka starp divām oglēm, kas savienotas ar strāvas avotu, caur gaisu notiek nepārtraukta elektriskā izlāde, ko pavada spilgta gaisma. Savos rakstos V. V. Petrovs rakstīja, ka šajā gadījumā "tumšais miers var būt diezgan spilgti izgaismots". Tātad pirmo reizi tika iegūta elektriskā gaisma, kuru praktiski pielietoja cits krievu elektrozinātnieks Pāvels Nikolajevičs Jabločkovs.

"Jabločkova svece", kuras darbs ir balstīts uz elektriskā loka izmantošanu, tajās dienās radīja īstu revolūciju elektrotehnikā.

Loka izlāde arī mūsdienās tiek izmantota kā gaismas avots, piemēram, prožektoros un projektoros. Loka izlādes augstā temperatūra ļauj to izmantot . Šobrīd loka krāsnis, ko darbina ar ļoti lielu strāvu, izmanto vairākās nozarēs: tērauda, ​​čuguna, dzelzs sakausējumu, bronzas u.c. kausēšanai. Un 1882. gadā N. N. Benardoss pirmo reizi izmantoja loka izlādi metāla griešanai un metināšanai.

Gāzes-gaismas lampās, dienasgaismas spuldzēs, sprieguma stabilizatoros, lai iegūtu elektronu un jonu starus, t.s. kvēlo gāzes izlāde.

Lielu potenciālu starpību mērīšanai izmanto dzirksteļaizlādi, izmantojot lodīšu spraugu, kuras elektrodi ir divas metāla bumbiņas ar pulētu virsmu. Bumbiņas tiek pārvietotas viena no otras, un tām tiek piemērota izmērīta potenciāla starpība. Tad bumbiņas tiek savestas kopā, līdz starp tām izlec dzirkstele. Zinot bumbiņu diametru, attālumu starp tām, gaisa spiedienu, temperatūru un mitrumu, viņi pēc īpašām tabulām atrod potenciālo starpību starp bumbiņām. Šo metodi var izmantot, lai dažu procentu robežās izmērītu potenciālās atšķirības desmitiem tūkstošu voltu robežās.

Elektriskā strāva gāzēs normālos apstākļos nav iespējama. Tas ir, pie atmosfēras mitruma, spiediena un temperatūras gāzē nav lādiņu nesēju. Šo gāzes, jo īpaši gaisa, īpašību izmanto gaisvadu pārvades līnijās un releju slēdžos, lai nodrošinātu elektrisko izolāciju.

Bet noteiktos apstākļos gāzēs var novērot strāvu. Veiksim eksperimentu. Viņam mums ir nepieciešams gaisa kondensatora elektrometrs un savienojošie vadi. Vispirms savienosim elektrometru ar kondensatoru. Tad mēs ziņosim par uzlādi kondensatora plāksnēm. Elektrometrs parādīs šī lādiņa klātbūtni. Gaisa kondensators kādu laiku uzglabās lādiņu. Tas ir, starp tā plāksnēm nebūs strāvas. Tas liek domāt, ka gaisam starp kondensatora plāksnēm ir dielektriskās īpašības.

1. attēls - uzlādēts kondensators, kas savienots ar elektrometru

Tālāk spraugā starp plāksnēm ievietojam sveces liesmu. Tajā pašā laikā mēs redzēsim, ka elektrometrs parādīs lādiņa samazināšanos uz kondensatora plāksnēm. Tas ir, spraugā starp plāksnēm plūst strāva. Kāpēc tas notiek.

2. attēls — sveces ievietošana spraugā starp uzlādēta kondensatora plāksnēm

Normālos apstākļos gāzes molekulas ir elektriski neitrālas. Un viņi nespēj nodrošināt strāvu. Bet, paaugstinoties temperatūrai, notiek tā sauktā gāzes jonizācija, un tā kļūst par vadītāju. Gāzē parādās pozitīvi un negatīvi joni.

Lai elektrons atrautos no gāzes atoma, ir jāstrādā pret Kulona spēkiem. Tas prasa enerģiju. Atoms iegūst šo enerģiju, paaugstinoties temperatūrai. Tā kā siltuma kustības kinētiskā enerģija ir tieši proporcionāla gāzes temperatūrai. Tad, tā pieaugot, molekulas un atomi saņem pietiekami daudz enerģijas, lai elektroni, saduroties, atdalītos no atomiem. Šāds atoms kļūst par pozitīvu jonu. Atdalītais elektrons var pieķerties citam atomam, tad tas kļūs par negatīvu jonu.

Tā rezultātā spraugā starp plāksnēm parādās pozitīvie un negatīvie joni, kā arī elektroni. Tie visi sāk kustēties lauka darbības rezultātā, ko rada kondensatora plākšņu lādiņi. Pozitīvie joni virzās uz katodu. Negatīvie joni un elektroni tiecas uz anodu. Tādējādi gaisa spraugā tiek nodrošināta strāva.

Strāvas atkarība no sprieguma neatbilst Ohma likumam visās jomās. Pirmajā sadaļā tas tā ir, palielinoties spriegumam, palielinās jonu skaits un līdz ar to arī strāva. Turklāt piesātinājums notiek otrajā sadaļā, tas ir, palielinoties spriegumam, strāva nepalielinās. Jo jonu koncentrācija ir maksimāla un vienkārši no nekurienes parādās jauni.

3. attēls - gaisa spraugas strāvas-sprieguma raksturlielums

Trešajā sadaļā atkal ir strāvas pieaugums, palielinoties spriegumam. Šo sadaļu sauc par pašizlādi. Tas ir, trešo pušu jonizatori vairs nav nepieciešami, lai uzturētu strāvu gāzē. Tas ir saistīts ar faktu, ka elektroni pie augsta sprieguma saņem pietiekami daudz enerģijas, lai paši izsistītu citus elektronus no atomiem. Šie elektroni savukārt izsit citus utt. Process rit kā lavīna. Un galveno vadītspēju gāzē jau nodrošina elektroni.