Gazlardagi elektr toki xabari. Gazlardagi elektr toki: ta'rifi, xususiyatlari va qiziqarli faktlari

Gazlarda o'z-o'zidan ta'minlanmagan va o'z-o'zidan ta'minlangan elektr razryadlari mavjud.

Gazga har qanday tashqi ta'sir sharoitidagina kuzatiladigan elektr tokining gaz orqali o'tishi hodisasi o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan elektr razryadlari deyiladi. Elektronning atomdan ajralishi jarayoni atomning ionlanishi deyiladi. Elektronni atomdan ajratish uchun sarflanishi kerak bo'lgan minimal energiyaga ionlanish energiyasi deyiladi. Musbat va manfiy zaryadlarning zichligi bir xil bo'lgan qisman yoki to'liq ionlangan gaz deyiladi. plazma.

O'z-o'zidan bo'lmagan zaryadsizlanishda elektr tokining tashuvchilari musbat ionlar va manfiy elektronlardir. Oqim kuchlanishining xarakteristikasi shaklda ko'rsatilgan. 54. OAB sohasida - o'z-o'zidan ta'minlanmagan razryad. Miloddan avvalgi mintaqada tushirish mustaqil bo'ladi.

O'z-o'zidan zaryadsizlanishda atomlarni ionlash usullaridan biri elektron ta'sirli ionlanishdir. Elektron ta'sirida ionlanish elektronni atomdan ajratish ishini bajarish uchun etarli bo'lgan o'rtacha A erkin yo'lda elektron W k kinetik energiyaga ega bo'lganda mumkin bo'ladi. Gazlardagi mustaqil razryadlarning turlari - uchqun, toj, yoy va porlash razryadlari.

uchqun chiqishi turli zaryadlar bilan zaryadlangan va katta potentsial farqga ega bo'lgan ikkita elektrod o'rtasida sodir bo'ladi. Qarama-qarshi zaryadlangan jismlar orasidagi kuchlanish 40 000 V gacha etadi. Uchqun chiqishi qisqa muddatli, uning mexanizmi elektron ta'sir qiladi. Chaqmoq uchqun chiqarishning bir turidir.

Juda bir xil bo'lmagan elektr maydonlarida, masalan, uchi va tekislik o'rtasida yoki elektr uzatish simi va Yer yuzasi o'rtasida hosil bo'lgan gazlarda o'z-o'zidan ajralishning maxsus shakli paydo bo'ladi. korona oqishi.

Elektr yoyi zaryadsizlanishi 1802-yilda rus olimi V.V.Petrov tomonidan kashf etilgan.Koʻmirdan yasalgan ikkita elektrod 40-50V kuchlanishda aloqa qilganda, baʼzi joylarda elektr qarshiligi yuqori boʻlgan kichik kesimli maydonlar paydo boʻladi. Bu joylar juda qiziydi, elektrodlar orasidagi atomlar va molekulalarni ionlashtiruvchi elektronlar chiqaradi. Yoydagi elektr tokining tashuvchilari musbat zaryadlangan ionlar va elektronlardir.

Bosim pasaytirilganda paydo bo'ladigan oqim deyiladi porlash oqimi. Bosim pasayganda, elektronning o'rtacha erkin yo'li ortadi va to'qnashuvlar orasidagi vaqt davomida u ionlanish uchun etarli energiya olishga vaqt topadi. elektr maydoni kamroq stress bilan. Chiqarish elektron-ionli ko'chki orqali amalga oshiriladi.

1. Ionlanish, uning mohiyati va turlari.

Elektr tokining mavjudligining birinchi sharti - bu bepul zaryad tashuvchilarning mavjudligi. Gazlarda ular ionlanish natijasida paydo bo'ladi. Ionlanish omillari ta'sirida elektron neytral zarrachadan ajralib chiqadi. Atom musbat ionga aylanadi. Shunday qilib, zaryad tashuvchilarning 2 turi mavjud: musbat ion va erkin elektron. Agar elektron neytral atomga qo'shilsa, u holda manfiy ion paydo bo'ladi, ya'ni. uchinchi turdagi zaryad tashuvchilar. Ionlangan gaz uchinchi turdagi o'tkazgich deb ataladi. Bu erda ikki turdagi o'tkazuvchanlik mumkin: elektron va ion. Ionlanish jarayonlari bilan bir vaqtda teskari jarayon, rekombinatsiya sodir bo'ladi. Elektronni atomdan ajratish uchun energiya kerak bo'ladi. Agar energiya tashqaridan ta'minlansa, ionlanishga hissa qo'shadigan omillar tashqi deyiladi (yuqori harorat, ionlashtiruvchi nurlanish, ultrabinafsha nurlanish, kuchli magnit maydonlar). Ionlanish omillariga qarab termal ionlanish, fotoionlanish deyiladi. Shuningdek, ionlanish mexanik zarba tufayli yuzaga kelishi mumkin. Ionizatsiya omillari tabiiy va sun'iy bo'linadi. Tabiiyki, Quyoshning radiatsiyasi, Yerning radioaktiv foni. Tashqi ionlanishdan tashqari, ichki ham bor. U zarbli va pog'onalilarga bo'linadi.

Ta'sirli ionlanish.

Etarlicha yuqori kuchlanishda maydon tomonidan yuqori tezlikka tezlashtirilgan elektronlarning o'zlari ionlanish manbai bo'ladi. Bunday elektron neytral atomga urilganda, elektron atomdan chiqib ketadi. Bu ionlanishga olib keladigan elektronning energiyasi atomning ionlanish energiyasidan oshib ketganda sodir bo'ladi. Elektrodlar orasidagi kuchlanish elektronning kerakli energiyani olishi uchun etarli bo'lishi kerak. Bu kuchlanish ionlanish kuchlanishi deb ataladi. Har birining o'ziga xos ma'nosi bor.

Agar harakatlanuvchi elektronning energiyasi zarur bo'lganidan kamroq bo'lsa, u holda faqat neytral atomning qo'zg'alishi zarba sodir bo'ladi. Agar harakatlanuvchi elektron oldindan qo'zg'algan atom bilan to'qnashsa, u holda bosqichma-bosqich ionlanish sodir bo'ladi.

2. O'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz ajralishi va uning tok kuchlanish xarakteristikasi.

Ionizatsiya oqimning mavjudligi uchun birinchi shartning bajarilishiga olib keladi, ya'ni. bepul to'lovlarning paydo bo'lishiga. Oqim paydo bo'lishi uchun tashqi kuch talab qilinadi, bu zaryadlarni bir yo'nalishda harakatga keltiradi, ya'ni. elektr maydoni kerak. Gazlardagi elektr toki bir qator hodisalar bilan birga keladi: yorug'lik, tovush, ozon hosil bo'lishi, azot oksidi. Tokning o'tishi bilan birga keladigan hodisalar to'plami gaz - gaz daraja. Ko'pincha oqim o'tish jarayoni gaz deşarj deb ataladi.

Raqam faqat tashqi ionizator ta'sirida mavjud bo'lsa, o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan deb ataladi. Bunday holda, tashqi ionizatorning ta'siri tugagandan so'ng, yangi zaryad tashuvchilar hosil bo'lmaydi va oqim to'xtaydi. O'z-o'zidan barqaror bo'lmagan oqim bilan oqimlar kichik hajmga ega va gaz porlashi yo'q.

Mustaqil gaz chiqarish, uning turlari va xususiyatlari.

Mustaqil gaz tushirish - bu tashqi ionizatorning tugatilishidan keyin mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan oqimdir, ya'ni. ta'sir ionlashuvi tufayli. Bunday holda yorug'lik va tovush hodisalari kuzatiladi, oqim kuchi sezilarli darajada oshishi mumkin.

O'z-o'zidan tushirish turlari:

1. sokin tushirish - o'z-o'zidan barqaror bo'lmagandan keyin to'g'ridan-to'g'ri keladi, oqim kuchi 1 mA dan oshmaydi, tovush va yorug'lik hodisalari yo'q. U fizioterapiyada, Geiger-Myuller hisoblagichlarida qo'llaniladi.

2. porlash. Kuchlanish kuchayishi bilan jimlik yonib ketadi. Bu ma'lum bir kuchlanish - ateşleme kuchlanishida sodir bo'ladi. Bu gaz turiga bog'liq. Neon 60-80 V. Bu gaz bosimiga ham bog'liq. Yorqin oqim porlash bilan birga keladi, bu energiya chiqishi bilan birga keladigan rekombinatsiya bilan bog'liq. Rang ham gaz turiga bog'liq. U indikator lampalarida (neon, ultrabinafsha bakteritsid, yorug'lik, lyuminestsent) ishlatiladi.

3. yoy zaryadsizlanishi. Hozirgi quvvat 10 - 100 A. Bu qizg'in porlash bilan birga keladi, gaz-bo'shatish oralig'idagi harorat bir necha ming darajaga etadi. Ionlanish deyarli 100% ga etadi. 100% ionlangan gaz - sovuq gaz plazmasi. U yaxshi o'tkazuvchanlikka ega. U yuqori va o'ta yuqori bosimli simob lampalarida qo'llaniladi.

4. Uchqunli razryad yoy razryadlarining bir turidir. Bu puls-tebranishli oqimdir. Tibbiyotda yuqori chastotali tebranishlar ta'siridan foydalaniladi.Tokning yuqori zichligida kuchli tovush hodisalari kuzatiladi.

5. tojning oqishi. Bu porlashning bir turidir elektr maydon kuchining keskin o'zgarishi bo'lgan joylarda kuzatiladi. Bu erda zaryadlar ko'chkisi va gazlar porlashi - toj bor.

Fizika referat

mavzu bo'yicha:

"Gazlardagi elektr toki".

Gazlardagi elektr toki.

1. Gazlardagi elektr zaryadsizlanishi.

Barcha gazlar tabiiy holatda elektr tokini o'tkazmaydi. Buni quyidagi tajribadan ko'rish mumkin:

Yassi kondensator disklari biriktirilgan elektrometrni olib, uni zaryad qilaylik. Da xona harorati agar havo etarlicha quruq bo'lsa, kondansatör sezilarli darajada zaryadsizlanmaydi - elektrometr ignasining holati o'zgarmaydi. Elektrometr ignasining og'ish burchagining pasayishini sezish uchun bu talab qilinadi uzoq vaqt. Bu shuni ko'rsatadi elektr toki disklar orasidagi havoda juda kichik. Bu tajriba shuni ko'rsatadiki, havo elektr tokini yomon o'tkazuvchidir.

Tajribani o'zgartiramiz: disklar orasidagi havoni spirtli chiroq alangasi bilan qizdiramiz. Keyin elektrometr ko'rsatkichining burilish burchagi tezda pasayadi, ya'ni. kondansatör disklari orasidagi potentsial farq kamayadi - kondansatör zaryadsizlanadi. Natijada, disklar orasidagi isitiladigan havo o'tkazgichga aylandi va unda elektr toki paydo bo'ladi.

Gazlarning izolyatsion xossalari ularda erkin elektr zaryadlari yo'qligi bilan izohlanadi: gazlarning tabiiy holatidagi atomlari va molekulalari neytraldir.

2. Gazlarning ionlanishi.

Yuqoridagi tajriba shuni ko'rsatadiki, zaryadlangan zarralar yuqori harorat ta'sirida gazlarda paydo bo'ladi. Ular gaz atomlaridan bir yoki bir nechta elektronning bo'linishi natijasida paydo bo'ladi, buning natijasida neytral atom o'rniga musbat ion va elektronlar paydo bo'ladi. Hosil bo'lgan elektronlarning bir qismi boshqa neytral atomlar tomonidan ushlanishi mumkin, keyin esa ko'proq manfiy ionlar paydo bo'ladi. Gaz molekulalarining elektron va musbat ionlarga parchalanishi deyiladi gazlarning ionlanishi.

Gazni yuqori haroratgacha qizdirish gaz molekulalarini yoki atomlarini ionlashtirishning yagona usuli emas. Gazning ionlanishi turli xil tashqi o'zaro ta'sirlar ta'sirida sodir bo'lishi mumkin: gazning kuchli isishi, rentgen nurlari, radioaktiv parchalanishdan kelib chiqadigan a-, b- va g-nurlari, kosmik nurlar, gaz molekulalarini tez harakatlanuvchi elektronlar yoki ionlar bilan bombardimon qilish. Gazning ionlanishiga olib keladigan omillar deyiladi ionizatorlar. Ionlanish jarayonining miqdoriy xarakteristikasi ionlanish intensivligi, vaqt birligida gazning birlik hajmida paydo bo'ladigan ishora qarama-qarshi zaryadlangan zarralar juftlari soni bilan o'lchanadi.

Atomning ionlanishi ma'lum energiya - ionlanish energiyasini sarflashni talab qiladi. Atomni (yoki molekulani) ionlashtirish uchun chiqarilgan elektron va atomning (yoki molekulaning) qolgan zarralari o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchlariga qarshi ish qilish kerak. Bu ish A i ionlanish ishi deb ataladi. Ionlash ishining qiymati quyidagilarga bog'liq kimyoviy tabiat atom yoki molekulada chiqarilgan elektronning gaz va energiya holati.

Ionlashtiruvchi to'xtatilgandan so'ng, gazdagi ionlar soni vaqt o'tishi bilan kamayadi va oxir-oqibat ionlar butunlay yo'qoladi. Ionlarning yo'q bo'lib ketishi ionlar va elektronlarning ishtirok etishi bilan izohlanadi termal harakat va shuning uchun bir-biri bilan to'qnashadi. Ijobiy ion va elektron to'qnashganda, ular neytral atomga qayta qo'shilishi mumkin. Xuddi shunday, musbat va manfiy ionlar to'qnashganda, manfiy ion o'zining ortiqcha elektronini musbat ionga berishi mumkin va ikkala ion ham neytral atomlarga aylanadi. Ionlarning o'zaro neytrallanish jarayoni deyiladi ion rekombinatsiyasi. Ijobiy ion va elektron yoki ikkita ion qayta birlashganda, ionlanishga sarflangan energiyaga teng ma'lum energiya ajralib chiqadi. Qisman yorug'lik shaklida chiqariladi va shuning uchun ionlarning rekombinatsiyasi luminesans (rekombinatsiya lyuminessensiyasi) bilan birga keladi.

Gazlardagi elektr razryad hodisalarida atomlarning elektron ta'sirida ionlanishi muhim rol o'ynaydi. Bu jarayon etarli kinetik energiyaga ega bo'lgan harakatlanuvchi elektronning bir yoki bir nechtasini urib yuborishidan iborat. atom elektronlari, buning natijasida neytral atom musbat ionga aylanadi va gazda yangi elektronlar paydo bo'ladi (bu haqda keyinroq muhokama qilinadi).

Quyidagi jadvalda ba'zi atomlarning ionlanish energiyalari berilgan.

3. Gazlarning elektr o'tkazuvchanligi mexanizmi.

Gaz o'tkazuvchanligi mexanizmi elektrolitlar eritmalari va eritmalarining o'tkazuvchanlik mexanizmiga o'xshaydi. Tashqi maydon bo'lmaganda, zaryadlangan zarralar, neytral molekulalar kabi, tasodifiy harakat qiladi. Agar ionlar va erkin elektronlar tashqi elektr maydonida bo'lsa, ular yo'naltirilgan harakatga keladi va gazlarda elektr tokini hosil qiladi.

Shunday qilib, gazdagi elektr toki - bu musbat ionlarning katodga, manfiy ionlar va elektronlarning esa anodga yo'naltirilgan harakatidir. Gazdagi umumiy oqim zaryadlangan zarrachalarning ikkita oqimidan iborat: anodga o'tadigan oqim va katodga yo'naltirilgan oqim.

Elektrolitlar eritmalari va eritmalari orqali elektr tokining o'tishida bo'lgani kabi, zaryadlangan zarrachalarning neytrallanishi elektrodlarda sodir bo'ladi. Shu bilan birga, gazlarda elektrolitlar eritmalarida bo'lgani kabi, elektrodlarda ham moddalar ajralib chiqmaydi. Gaz ionlari elektrodlarga yaqinlashib, ularga o'z zaryadlarini beradi, neytral molekulalarga aylanadi va yana gazga tarqaladi.

Ionlangan gazlar va elektrolitlar eritmalari (eritmalari) ning elektr o'tkazuvchanligidagi yana bir farq shundaki, gazlar orqali oqim o'tish paytida manfiy zaryad asosan manfiy ionlar tomonidan emas, balki elektronlar tomonidan uzatiladi, garchi manfiy ionlar tufayli o'tkazuvchanlik ham o'ynashi mumkin. muayyan rol.

Shunday qilib, gazlar metallarning o'tkazuvchanligiga o'xshash elektron o'tkazuvchanlikni, suvli eritmalar va elektrolit eritmalarining o'tkazuvchanligiga o'xshash ion o'tkazuvchanligi bilan birlashtiradi.

4. O'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz chiqarish.

Elektr tokini gaz orqali o'tkazish jarayoni gaz razryadi deb ataladi. Agar gazning elektr o'tkazuvchanligi tashqi ionizatorlar tomonidan yaratilgan bo'lsa, unda paydo bo'ladigan elektr toki deyiladi. o'z-o'zidan ta'minlanmagan gazning chiqishi. Tashqi ionizatorlar ta'sirining tugashi bilan o'z-o'zidan bo'lmagan oqim to'xtaydi. O'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz oqimi gazning porlashi bilan birga kelmaydi.

Quyida gazdagi o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan oqim uchun oqim kuchining kuchlanishga bog'liqligi grafigi keltirilgan. Grafikni tuzish uchun shisha ichiga ikkita metall elektrod lehimlangan shisha naycha ishlatilgan. Zanjir quyidagi rasmda ko'rsatilganidek yig'iladi.

Muayyan kuchlanishda bir soniyada ionizator tomonidan gazda hosil bo'lgan barcha zaryadlangan zarralar bir vaqtning o'zida elektrodlarga etib boradigan moment keladi. Kuchlanishning yanada oshishi endi tashiladigan ionlar sonining ko'payishiga olib kelishi mumkin emas. Oqim to'yinganlikka etadi (1-grafikning gorizontal qismi).

5. Mustaqil gaz chiqarish.

Tashqi ionizatorning ta'siri tugagandan keyin ham davom etadigan gazdagi elektr razryad deyiladi. mustaqil gaz chiqarish. Uni amalga oshirish uchun gazni chiqarishning o'zi natijasida doimiy ravishda gazda bepul zaryadlar hosil bo'lishi kerak. Ularning paydo bo'lishining asosiy manbai gaz molekulalarining zarba ionlanishidir.

Agar to'yinganlikka erishganimizdan so'ng, biz elektrodlar orasidagi potentsial farqni oshirishni davom ettirsak, u holda etarlicha yuqori kuchlanishdagi oqim kuchi keskin ortadi (2-rasm).

Demak, gazda ionizator ta'sirida hosil bo'ladigan qo'shimcha ionlar paydo bo'ladi. Joriy quvvat yuzlab va minglab marta oshishi mumkin va zaryadsizlanish jarayonida paydo bo'ladigan zaryadlangan zarrachalar soni shunchalik katta bo'lishi mumkinki, razryadni ushlab turish uchun tashqi ionizatorga ehtiyoj qolmaydi. Shuning uchun, ionizatorni endi olib tashlash mumkin.

Yuqori kuchlanishda tok kuchining keskin o'sishining sabablari nimada? Tashqi ionizator taʼsirida hosil boʻlgan har qanday zaryadlangan zarrachalar juftligini (musbat ion va elektron) koʻrib chiqamiz. Shu tarzda paydo bo'lgan erkin elektron musbat elektrodga - anodga, musbat ion esa - katodga qarab harakatlana boshlaydi. Yo'lda elektron ionlar va neytral atomlar bilan uchrashadi. Ikki ketma-ket to'qnashuvlar orasidagi intervallarda elektronning energiyasi elektr maydon kuchlarining ishi tufayli ortadi.

Elektrodlar orasidagi potentsial farq qanchalik katta bo'lsa, elektr maydon kuchi shunchalik katta bo'ladi. Elektronning navbatdagi to'qnashuvdan oldingi kinetik energiyasi maydon kuchiga va elektronning erkin yo'liga mutanosib: MV 2 /2=eEl. Agar elektronning kinetik energiyasi neytral atomni (yoki molekulani) ionlashtirish uchun bajarilishi kerak bo'lgan ish A i dan oshsa, ya'ni. MV 2 >A i, keyin elektron atom (yoki molekula) bilan to'qnashganda u ionlanadi. Natijada, bitta elektron o'rniga ikkita elektron paydo bo'ladi (atomga hujum qiladi va atomdan yirtilib ketadi). Ular, o'z navbatida, maydonda energiya oladi va yaqinlashib kelayotgan atomlarni ionlashtiradi va hokazo.Natijada zaryadlangan zarralar soni tez ko'payadi va elektron ko'chki paydo bo'ladi. Ta'riflangan jarayon deyiladi elektron ta'sir ionlashuvi.

Ammo elektron ta'sirida ionlanishning o'zi mustaqil zaryadning saqlanishini ta'minlay olmaydi. Darhaqiqat, shu tarzda paydo bo'lgan barcha elektronlar anod tomon harakatlanadi va anodga etib borganida, "o'yindan chiqib ketadi". Raqamni ushlab turish uchun katoddan elektronlar chiqarilishi kerak ("emissiya" "emissiya" degan ma'noni anglatadi). Elektronning emissiyasi bir necha sabablarga ko'ra bo'lishi mumkin.

Elektronlarning neytral atomlar bilan toʻqnashuvi natijasida hosil boʻlgan musbat ionlar katod tomon harakatlanayotganda maydon taʼsirida katta kinetik energiyaga ega boʻladi. Bunday tez ionlar katodga tegsa, elektronlar katod yuzasidan chiqib ketadi.

Bundan tashqari, katod yuqori haroratga qizdirilganda elektronlarni chiqarishi mumkin. Bu jarayon deyiladi termion emissiya. Buni metalldan elektronlarning bug'lanishi deb hisoblash mumkin. Ko'pchilikda qattiq moddalar termion emissiya moddaning bug'lanishi hali ham kichik bo'lgan haroratlarda sodir bo'ladi. Bunday moddalar katodlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

O'z-o'zidan tushirish vaqtida katodni musbat ionlar bilan bombardimon qilish orqali isitish mumkin. Agar ionlarning energiyasi juda katta bo'lmasa, u holda katoddan elektronlar taqillatilmaydi va termion emissiya tufayli elektronlar chiqariladi.

6. O'z-o'zidan zaryadsizlanishning har xil turlari va ularning texnik qo'llanilishi.

Gazning xossalari va holatiga, elektrodlarning tabiati va joylashishiga, shuningdek elektrodlarga qo'llaniladigan kuchlanishga qarab, har xil turlari mustaqil daraja. Keling, ulardan bir nechtasini ko'rib chiqaylik.

A. Yonayotgan oqindi.

da gazlarda porlash razryadlari kuzatiladi past bosimlar bir necha o'nlab millimetr simob va undan kam tartibli. Agar nurli razryadli trubani ko'rib chiqsak, biz porlash razryadning asosiy qismlari ekanligini ko'rishimiz mumkin katodli qorong'u bo'shliq, undan uzoqda salbiy yoki yonayotgan nur, asta-sekin mintaqaga o'tadi Faraday qorong'u makon. Bu uch mintaqa razryadning katod qismini tashkil qiladi, undan keyin razryadning asosiy yorug'lik qismini tashkil qiladi, bu uning optik xususiyatlarini belgilaydi va deyiladi. ijobiy ustun.

Yorqin oqimni saqlashda asosiy rolni uning katod qismining dastlabki ikki mintaqasi o'ynaydi. xarakterli xususiyat Bu turdagi razryadlar katod yaqinida potentsialning keskin pasayishi bo'lib, u katodda ionlarning tezligi nisbatan past bo'lganligi sababli I va II mintaqalar chegarasida musbat ionlarning yuqori konsentratsiyasi bilan bog'liq. Katod qorong'u fazoda elektronlar va musbat ionlarning kuchli tezlashishi kuzatiladi, elektronlarni katoddan chiqarib yuboradi. Yorqin nurlanish hududida elektronlar gaz molekulalarining kuchli ta'sir ionlanishini keltirib chiqaradi va energiyasini yo'qotadi. Bu erda musbat ionlar hosil bo'ladi, ular razryadni ushlab turish uchun zarurdir. Bu mintaqada elektr maydon kuchi past. Yonayotgan porlash asosan ionlar va elektronlarning rekombinatsiyasidan kelib chiqadi. Katod qorong'u maydonining uzunligi gaz va katod materialining xususiyatlari bilan belgilanadi.

Ijobiy ustun hududida elektronlar va ionlarning kontsentratsiyasi taxminan bir xil va juda yuqori bo'lib, bu musbat ustunning yuqori elektr o'tkazuvchanligiga va undagi potentsialning biroz pasayishiga olib keladi. Ijobiy ustunning porlashi hayajonlangan gaz molekulalarining porlashi bilan belgilanadi. Anod yaqinida yana potentsialning nisbatan keskin o'zgarishi kuzatiladi, bu ijobiy ionlarning hosil bo'lish jarayoni bilan bog'liq. Ba'zi hollarda ijobiy ustun alohida yorug'lik joylariga bo'linadi - qatlamlar, qorong'u joylar bilan ajratilgan.

Ijobiy ustun porlashni ushlab turishda muhim rol o'ynamaydi, shuning uchun trubaning elektrodlari orasidagi masofa kamayishi bilan musbat ustunning uzunligi kamayadi va u butunlay yo'q bo'lib ketishi mumkin. Vaziyat elektrodlar bir-biriga yaqinlashganda o'zgarmaydigan katod qorong'i bo'shliqning uzunligi bilan farq qiladi. Agar elektrodlar shunchalik yaqin bo'lsa, ular orasidagi masofa katod qorong'i bo'shlig'ining uzunligidan kamroq bo'lsa, u holda gazda porlash to'xtaydi. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, boshqa narsalar teng bo'lganda, katod qorong'i fazosining uzunligi d gaz bosimiga teskari proportsionaldir. Binobarin, yetarlicha past bosimlarda katoddan musbat ionlar tomonidan urilgan elektronlar gazdan deyarli uning molekulalari bilan to‘qnashmasdan o‘tib, hosil bo‘ladi. elektron, yoki katod nurlari .

Glow razryad elektron va ion nurlarini olish uchun gaz-yorug'lik naychalari, lyuminestsent lampalar, kuchlanish stabilizatorlari ishlatiladi. Agar katodda tirqish hosil bo'lsa, u holda tor ion nurlari katod orqasidagi bo'shliqqa o'tadi, bu ko'pincha deyiladi. kanal nurlari. keng tarqalgan hodisa katodli purkash, ya'ni. musbat ionlar ta'sirida katod yuzasining buzilishi. Katod materialining ultramikroskopik bo'laklari to'g'ri chiziqlar bo'ylab barcha yo'nalishlarda uchadi va ingichka qatlamli trubkaga joylashtirilgan jismlar (ayniqsa dielektriklar) yuzasini qoplaydi. Shu tarzda, ko'zgular bir qator qurilmalar uchun amalga oshiriladi, qo'llaniladi yupqa qatlam selenli fotoelementlardagi metall.

b. Korona oqishi.

Tojning oqishi gazda normal bosim ostida juda bir xil bo'lmagan elektr maydonida (masalan, yuqori kuchlanishli liniyalarning tirgovichlari yoki simlari yaqinida) sodir bo'ladi. Toj ajralishida gazning ionlanishi va uning porlashi faqat toj elektrodlari yaqinida sodir bo'ladi. Katod toji (salbiy toj) holatida gaz molekulalarining ionlanishiga olib keladigan elektronlar musbat ionlar bilan bombardimon qilinganda katoddan chiqib ketadi. Agar anod toj (musbat toj) bo'lsa, elektronlarning tug'ilishi anod yaqinidagi gazning fotoionlanishi tufayli sodir bo'ladi. Korona - zararli hodisa bo'lib, oqim oqish va yo'qotish bilan birga keladi elektr energiyasi. Koronani kamaytirish uchun o'tkazgichlarning egrilik radiusi oshiriladi va ularning yuzasi iloji boricha silliq bo'ladi. Elektrodlar orasidagi etarlicha yuqori kuchlanishda tojning chiqishi uchqunga aylanadi.

Ko'tarilgan kuchlanishda, uchidagi tojning chiqishi uchidan chiqadigan va vaqt o'tishi bilan almashinadigan yorug'lik chiziqlari shaklini oladi. Bir qator burmalar va egilishlarga ega bo'lgan bu chiziqlar o'ziga xos cho'tka hosil qiladi, buning natijasida bunday oqim deyiladi. karpal .

Uning ostida Yer yuzasida zaryadlangan momaqaldiroq buluti paydo bo'ladi elektr zaryadlari qarama-qarshi belgi. Maslahatlarda ayniqsa katta zaryad to'planadi. Shuning uchun, momaqaldiroqdan oldin yoki momaqaldiroq paytida, cho'tka kabi yorug'lik konuslari ko'pincha yuqori ko'tarilgan narsalarning nuqtalari va o'tkir burchaklarida yonadi. Qadim zamonlardan beri bu porlash Sankt Elmoning olovlari deb ataladi.

Ayniqsa, ko'pincha alpinistlar bu hodisaning guvohi bo'lishadi. Ba'zan nafaqat metall buyumlar, balki boshdagi sochlarning uchlari ham kichik nurli to'qmoqlar bilan bezatilgan.

Yuqori kuchlanish bilan ishlashda korona zaryadsizlanishini hisobga olish kerak. Agar chiqadigan qismlar yoki juda yupqa simlar bo'lsa, korona oqishi boshlanishi mumkin. Bu quvvatning oqishiga olib keladi. Yuqori kuchlanish liniyasining kuchlanishi qanchalik baland bo'lsa, simlar qanchalik qalin bo'lishi kerak.

C. Uchqun chiqishi.

Uchqun chiqishi yorqin zigzagli dallanadigan filament-kanallar ko'rinishiga ega bo'lib, ular chiqarish bo'shlig'iga kirib, yo'qolib, yangilari bilan almashtiriladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, uchqun chiqarish kanallari ba'zan musbat elektroddan, ba'zan salbiydan, ba'zan esa elektrodlar orasidagi qaysidir nuqtadan o'sishni boshlaydi. Bu uchqun chiqishi bilan ta'sir ionlashuvi gazning butun hajmida emas, balki ion kontsentratsiyasi tasodifan eng yuqori bo'lgan joylardan o'tadigan alohida kanallar orqali sodir bo'lishi bilan izohlanadi. Uchqun chiqishi chiqishi bilan birga keladi katta raqam issiqlik, gazning yorqin porlashi, yorilish yoki momaqaldiroq. Bu hodisalarning barchasi uchqun kanallarida sodir bo'ladigan elektron va ion ko'chkilari tufayli yuzaga keladi va bosimning katta o'sishiga olib keladi, 10 7 ¸ 10 8 Pa ga va haroratning 10 000 ° C gacha ko'tarilishiga olib keladi.

Uchqun oqimining odatiy misoli chaqmoqdir. Asosiy chaqmoq kanalining diametri 10 dan 25 sm gacha, chaqmoq uzunligi esa bir necha kilometrga yetishi mumkin. Maksimal quvvat Chaqmoq zarbasining oqimi o'nlab va yuz minglab amperlarga etadi.

Bo'shatish bo'shlig'ining kichik uzunligi bilan uchqun chiqishi anodning o'ziga xos vayron bo'lishiga olib keladi. eroziya. Ushbu hodisa kesish, burg'ulash va boshqa turdagi nozik metallni qayta ishlashning elektrospark usulida ishlatilgan.

Uchqun bo'shlig'i elektr uzatish liniyalarida kuchlanishdan himoya qiluvchi sifatida ishlatiladi (masalan, telefon liniyalari). Agar chiziq yaqinida kuchli qisqa muddatli oqim o'tsa, u holda bu liniyaning simlarida kuchlanish va oqimlar paydo bo'ladi, bu esa ularni yo'q qilishi mumkin. elektr o'rnatish va inson hayoti uchun xavfli. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun ikkita kavisli elektroddan iborat bo'lgan maxsus sigortalar qo'llaniladi, ulardan biri chiziqqa ulangan, ikkinchisi esa erga ulangan. Agar chiziqning erga nisbatan potentsiali sezilarli darajada oshsa, elektrodlar o'rtasida uchqun chiqishi paydo bo'ladi, u bilan isitiladigan havo bilan birga ko'tariladi, uzayadi va buziladi.

Nihoyat, elektr uchqun yordamida katta potentsial farqlarni o'lchash uchun ishlatiladi to'p bo'shlig'i, ularning elektrodlari silliqlangan yuzasi bo'lgan ikkita metall to'pdir. To'plar bir-biridan uzoqlashtiriladi va ularga o'lchangan potentsial farq qo'llaniladi. Keyin to'plar ular orasida uchqun otguncha birlashtiriladi. To'plarning diametrini, ular orasidagi masofani, havoning bosimini, harorati va namligini bilib, ular maxsus jadvallar bo'yicha to'plar orasidagi potentsial farqni topadilar. Ushbu usul o'n minglab voltsli potentsial farqlarni bir necha foizgacha o'lchash uchun ishlatilishi mumkin.

D. Ark zaryadsizlanishi.

Ark zaryadini 1802 yilda V. V. Petrov kashf etgan. Bu razryad gaz deşarj shakllaridan biri bo'lib, u yuqori oqim zichligida va elektrodlar orasidagi nisbatan past kuchlanishda (bir necha o'n volt tartibida) sodir bo'ladi. Yoy zaryadsizlanishining asosiy sababi issiq katod tomonidan termoelektronlarning intensiv emissiyasidir. Bu elektronlar tezlashadi elektr maydoni va gaz molekulalarining zarba ionlanishini hosil qiladi, buning natijasida elektr qarshilik elektrodlar orasidagi gaz bo'shlig'i nisbatan kichik. Agar biz tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligini kamaytirsak, kamon zaryadining oqimini oshirsak, gaz bo'shlig'ining o'tkazuvchanligi shunchalik ko'payadiki, elektrodlar orasidagi kuchlanish kamayadi. Shuning uchun, yoy razryadlari tok kuchlanishining pasayish xususiyatiga ega deyiladi. Atmosfera bosimida katod harorati 3000 °C ga etadi. Elektronlar anodni bombardimon qilib, unda chuqurchaga (krater) hosil qiladi va uni isitadi. Kraterning harorati taxminan 4000 ° C, yuqori havo bosimida esa 6000-7000 ° S ga etadi. Ark chiqarish kanalidagi gazning harorati 5000-6000 ° S ga etadi, shuning uchun unda kuchli termal ionlanish sodir bo'ladi.

Bir qator hollarda kamon radiatsiyasi katodning nisbatan past haroratida ham kuzatiladi (masalan, simob yoy chiroqida).

1876 ​​yilda P. N. Yablochkov birinchi marta yorug'lik manbai sifatida elektr yoyini ishlatgan. "Yablochkov shamida" ko'mirlar parallel ravishda joylashtirilgan va kavisli qatlam bilan ajratilgan va ularning uchlari o'tkazuvchan "ateşleme ko'prigi" bilan bog'langan. Oqim yoqilganda, olov ko'prigi yonib ketgan va ko'mirlar orasida hosil bo'lgan elektr yoyi. Ko'mir yonib ketganda, izolyatsion qatlam bug'langan.

Ark zaryadsizlanishi bugungi kunda ham yorug'lik manbai sifatida ishlatiladi, masalan, projektorlar va proyektorlarda.

Ark tushirishning yuqori harorati uni kamon pechini qurish uchun ishlatishga imkon beradi. Hozirgi vaqtda juda yuqori tok bilan ishlaydigan kamon pechlari sanoatning bir qator tarmoqlarida qo'llaniladi: po'lat, cho'yan, ferroqotishmalar, bronza eritish, kaltsiy karbid, azot oksidi va boshqalarni ishlab chiqarish uchun.

1882 yilda N. N. Benardos birinchi marta metallni kesish va payvandlash uchun yoyli razryaddan foydalangan. Ruxsat etilgan uglerod elektrodi va metall orasidagi oqim ikkalasining birlashmasini isitadi metall plitalar(yoki plitalar) va ularni payvandlaydi. Benardos kesish uchun xuddi shu usuldan foydalangan metall plitalar va ularda teshiklar paydo bo'ladi. 1888 yilda N. G. Slavyanov uglerod elektrodini metall bilan almashtirish orqali bu payvandlash usulini takomillashtirdi.

Ark zaryadsizlanishi simob rektifikatorida qo'llanilishini topdi, u o'zgaruvchan elektr tokini to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantiradi.

E. Plazma.

Plazma qisman yoki to'liq ionlangan gaz bo'lib, unda musbat va manfiy zaryadlarning zichligi deyarli bir xil bo'ladi. Shunday qilib, plazma bir butun sifatida elektr neytral tizimdir.

Plazmaning miqdoriy xarakteristikasi ionlanish darajasidir. Plazmaning ionlanish darajasi a - bu zaryadlangan zarrachalarning hajm konsentratsiyasining zarrachalarning umumiy hajm konsentratsiyasiga nisbati. Ionlanish darajasiga qarab plazma quyidagilarga bo'linadi zaif ionlangan(a - foizning kasrlari), qisman ionlangan (a bir necha foizli tartibli) va to'liq ionlangan (a 100% ga yaqin). Zaif ionlangan plazma tabiiy sharoitlar atmosferaning yuqori qatlamlari - ionosferadir. Quyosh, issiq yulduzlar va ba'zi yulduzlararo bulutlar to'liq ionlangan plazma bo'lib, yuqori haroratlarda hosil bo'ladi.

O'rtacha energiya har xil turlari plazmani tashkil etuvchi zarralar bir-biridan sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Shuning uchun plazma T haroratining yagona qiymati bilan tavsiflanishi mumkin emas; elektron harorati T e, ion harorati T i (yoki plazmada bir necha turdagi ionlar mavjud bo'lsa, ion haroratlari) va neytral atomlarning harorati T a (neytral komponent) o'rtasida farq qilinadi. Bunday plazma barcha komponentlarning harorati bir xil bo'lgan izotermik plazmadan farqli o'laroq, izotermik bo'lmagan deb ataladi.

Plazma ham yuqori haroratli (T i »10 6 -10 8 K va undan ortiq) va past haroratlilarga bo'linadi!!! (T i<=10 5 К). Это условное разделение связано с особой влажностью высокотемпературной плазмы в связи с проблемой осуществления управляемого термоядерного синтеза.

Plazma bir qator o'ziga xos xususiyatlarga ega, bu bizga uni materiyaning maxsus to'rtinchi holati deb hisoblash imkonini beradi.

Zaryadlangan plazma zarralarining yuqori harakatchanligi tufayli ular elektr va magnit maydonlar ta'sirida osongina harakatlanadi. Shu sababli, bir xil zaryad belgisi zarrachalarining to'planishi natijasida kelib chiqqan plazmaning alohida hududlarining elektr neytralligining har qanday buzilishi tezda yo'q qilinadi. Olingan elektr maydonlari elektr neytralligi tiklanmaguncha va elektr maydoni nolga teng bo'lguncha zaryadlangan zarralarni harakatga keltiradi. Molekulalar o'rtasida qisqa masofali kuchlar mavjud bo'lgan neytral gazdan farqli o'laroq, Kulon kuchlari zaryadlangan plazma zarralari o'rtasida harakat qiladi va masofa bilan nisbatan sekin kamayadi. Har bir zarracha atrofdagi ko'p sonli zarralar bilan darhol o'zaro ta'sir qiladi. Shu sababli, xaotik issiqlik harakati bilan birga, plazma zarralari turli tartibli harakatlarda ishtirok etishi mumkin. Plazmada har xil turdagi tebranishlar va to'lqinlar osongina qo'zg'atiladi.

Ionlanish darajasi oshgani sayin plazma o'tkazuvchanligi ortadi. Yuqori haroratlarda to'liq ionlangan plazma o'zining o'tkazuvchanligi bo'yicha o'ta o'tkazgichlarga yaqinlashadi.

Past haroratli plazma gazni chiqaradigan yorug'lik manbalarida - reklama yozuvlari uchun yorug'lik quvurlarida, lyuminestsent lampalarda qo'llaniladi. Gaz deşarj lampasi ko'plab qurilmalarda, masalan, gaz lazerlarida - kvant yorug'lik manbalarida qo'llaniladi.

Yuqori haroratli plazma magnit gidrodinamik generatorlarda qo'llaniladi.

Yaqinda yangi qurilma - plazma mash'alasi yaratildi. Plazma mash'alasi texnologiyaning turli sohalarida keng qo'llaniladigan zich past haroratli plazmaning kuchli oqimlarini yaratadi: metallarni kesish va payvandlash, qattiq jinslarda quduqlarni burg'ulash va boshqalar.

Foydalanilgan adabiyotlar roʻyxati:

1) Fizika: Elektrodinamika. 10-11 katakchalar: darslik. fizikani chuqur o'rganish uchun / G. Ya. Myakishev, A. Z. Sinyakov, B. A. Slobodskov. - 2-nashr - M .: Drofa, 1998. - 480 p.

2) Fizika kursi (uch jildda). T. II. elektr va magnitlanish. Proc. texnik kollejlar uchun qo'llanma. / Detlaf A.A., Yavorskiy B.M., Milkovskaya L.B. Izd. 4, qayta ko'rib chiqilgan. - M.: Oliy maktab, 1977. - 375 b.

3) Elektr energiyasi./E. G. Kalashnikov. Ed. "Fan", Moskva, 1977 yil.

4) Fizika./B. B. Buxovtsev, Yu. L. Klimontovich, G. Ya. Myakishev. 3-nashr, qayta ko'rib chiqilgan. - M.: Ma'rifat, 1986 yil.

U erkin elektronlarning yo'naltirilgan harakati natijasida hosil bo'ladi va bu holda o'tkazgich hosil bo'lgan moddada hech qanday o'zgarishlar sodir bo'lmaydi.

Elektr tokining o'tishi ularning moddalaridagi kimyoviy o'zgarishlar bilan birga bo'lmagan bunday o'tkazgichlar deyiladi. birinchi turdagi o'tkazgichlar. Bularga barcha metallar, ko'mir va boshqa bir qator moddalar kiradi.

Ammo tabiatda elektr tokining shunday o'tkazgichlari ham mavjud bo'lib, ularda tokning o'tishi paytida kimyoviy hodisalar sodir bo'ladi. Ushbu o'tkazgichlar deyiladi ikkinchi turdagi o'tkazgichlar. Bularga asosan kislotalar, tuzlar va ishqorlarning suvdagi turli xil eritmalari kiradi.

Agar siz shisha idishga suv quyib, unga bir necha tomchi sulfat kislota (yoki boshqa kislota yoki ishqor) qo'shsangiz, so'ngra ikkita metall plastinka olib, bu plitalarni idishga tushirish orqali ularga o'tkazgichlarni biriktirsangiz va tokni ulang. kalit va ampermetr orqali o'tkazgichlarning boshqa uchlariga manba o'tkazing, so'ngra eritmadan gaz chiqariladi va kontaktlarning zanglashiga olib kelguncha davom etadi. kislotalangan suv, albatta, o'tkazgichdir. Bundan tashqari, plitalar gaz pufakchalari bilan qoplana boshlaydi. Keyin bu pufakchalar plitalardan ajralib chiqadi va tashqariga chiqadi.

Elektr toki eritmadan o'tganda kimyoviy o'zgarishlar sodir bo'ladi, buning natijasida gaz chiqariladi.

Ikkinchi turdagi o'tkazgichlar elektrolitlar deb ataladi va elektrolitda elektr toki o'tganda sodir bo'ladigan hodisa.

Elektrolitga botirilgan metall plitalar elektrodlar deb ataladi; tok manbaining musbat qutbiga ulangan biri anod, manfiy qutbga ulangan ikkinchisi katod deb ataladi.

Suyuq o'tkazgichda elektr tokining o'tishiga nima sabab bo'ladi? Ma'lum bo'lishicha, bunday eritmalarda (elektrolitlar) kislota molekulalari (ishqorlar, tuzlar) erituvchi (bu holda suv) ta'sirida ikki komponentga parchalanadi va molekulaning bir zarrasi musbat elektr zaryadiga ega, ikkinchisi esa manfiy.

Molekulaning elektr zaryadiga ega bo'lgan zarralari ionlar deyiladi. Kislota, tuz yoki gidroksidi suvda eritilganda, eritmada ko'p miqdordagi ijobiy va manfiy ionlar paydo bo'ladi.

Endi nima uchun elektr tokining eritmadan o'tganligi aniq bo'lishi kerak, chunki oqim manbaiga ulangan elektrodlar orasida u yaratilgan, boshqacha aytganda, ulardan biri musbat, ikkinchisi esa manfiy zaryadlangan bo'lib chiqdi. Bu potentsiallar farqi ta'sirida musbat ionlar manfiy elektrod - katod tomon, manfiy ionlar esa anod tomon harakatlana boshladi.

Shunday qilib, ionlarning xaotik harakati bir yo'nalishda manfiy ionlarning, boshqa yo'nalishda ijobiy ionlarning tartibli qarama-qarshi harakatiga aylandi. Ushbu zaryad o'tkazish jarayoni elektrolitlar orqali elektr tokining oqimini tashkil qiladi va elektrodlar bo'ylab potentsial farq mavjud bo'lganda sodir bo'ladi. Potensial farqning yo'qolishi bilan elektrolitlar orqali oqim to'xtaydi, ionlarning tartibli harakati buziladi va xaotik harakat yana boshlanadi.

Misol tariqasida mis elektrodlari tushirilgan CuSO4 mis sulfat eritmasidan elektr toki o'tkazilganda elektroliz hodisasini ko'rib chiqaylik.

Mis sulfat eritmasidan oqim o'tganda elektroliz hodisasi: C - elektrolitli idish, B - oqim manbai, C - kalit

Elektrodlarga ionlarning qarshi harakati ham bo'ladi. Musbat ion mis (Cu) ioni, manfiy ion esa kislota qoldig'i (SO4) ioni bo'ladi. Mis ionlari katod bilan aloqa qilganda zaryadsizlanadi (etishmayotgan elektronlarni o'zlariga biriktiradi), ya'ni ular sof misning neytral molekulalariga aylanadi va katodga eng nozik (molekulyar) qatlam shaklida joylashadi.

Anodga etib kelgan manfiy ionlar ham zaryadsizlanadi (ortiqcha elektronlarni beradi). Ammo shu bilan birga, ular anodning misi bilan kimyoviy reaksiyaga kirishadi, buning natijasida kislotali qoldiq SO4 ga mis Cu molekulasi biriktiriladi va mis sulfat CuS O4 molekulasi hosil bo'ladi, bu esa qaytariladi. elektrolit sahifasiga qaytish.

Ushbu kimyoviy jarayon uzoq davom etganligi sababli, mis elektrolitdan ajralib chiqadigan katodga to'planadi. Bunday holda, katodga o'tgan mis molekulalari o'rniga, ikkinchi elektrod - anodning erishi tufayli elektrolitlar yangi mis molekulalarini oladi.

Xuddi shu jarayon, agar mis elektrodlari o'rniga sink elektrodlari olinsa va elektrolit sink sulfat ZnSO4 eritmasi bo'lsa. Sink ham anoddan katodga o'tadi.

Shunday qilib, metallar va suyuq o'tkazgichlardagi elektr toki o'rtasidagi farq metallarda faqat erkin elektronlar, ya'ni manfiy zaryadlar zaryad tashuvchisi bo'lsa, elektrolitlarda esa qarama-qarshi yo'nalishda harakatlanuvchi materiyaning qarama-qarshi zaryadlangan zarralari - ionlar tomonidan tashiladi. Shuning uchun ular shunday deyishadi elektrolitlar ion o'tkazuvchanligiga ega.

Elektroliz hodisasi 1837 yilda B. S. Yakobi tomonidan kashf etilgan bo'lib, u kimyoviy oqim manbalarini o'rganish va takomillashtirish bo'yicha ko'plab tajribalar o'tkazgan. Yakobi mis sulfat eritmasiga qo'yilgan elektrodlardan biri, undan elektr toki o'tganda, mis bilan qoplanganligini aniqladi.

Bu hodisa deyiladi elektrokaplama, hozirda juda keng amaliy qo'llanilishini topadi. Bunga misol qilib metall buyumlarni boshqa metallardan yupqa qatlam bilan qoplash, ya'ni nikel qoplama, zardob, kumush qoplama va boshqalarni ko'rsatish mumkin.

Gazlar (shu jumladan havo) normal sharoitda elektr tokini o'tkazmaydi. Misol uchun, yalang'och, bir-biriga parallel ravishda osilgan holda, havo qatlami bilan bir-biridan ajratilgan.

Biroq, yuqori harorat, katta potentsial farq va boshqa sabablar ta'sirida gazlar, masalan, suyuq o'tkazgichlar, ionlashadi, ya'ni ularda gaz molekulalarining zarralari ko'p miqdorda paydo bo'ladi, ular elektr tokining tashuvchisi bo'lib, o'tishga yordam beradi. gaz orqali elektr toki.

Ammo shu bilan birga, gazning ionlanishi suyuqlik o'tkazgichning ionlanishidan farq qiladi. Agar suyuqlikda molekula ikki zaryadlangan qismga bo'linsa, gazlarda ionlanish ta'sirida har bir molekuladan elektronlar doimo ajralib turadi va ion molekulaning musbat zaryadlangan qismi shaklida qoladi.

Faqat gazning ionlanishini to'xtatish kerak, chunki u o'tkazuvchanlikni to'xtatadi, suyuqlik esa har doim elektr tokining o'tkazuvchisi bo'lib qoladi. Binobarin, gazning o'tkazuvchanligi tashqi sabablarning ta'siriga qarab vaqtinchalik hodisadir.

Biroq, yana bir nom bor kamon zaryadsizlanishi yoki shunchaki elektr yoyi. Elektr yoyi hodisasi 19-asr boshlarida birinchi rus elektrotexniki V. V. Petrov tomonidan kashf etilgan.

V. V. Petrov ko'plab tajribalar o'tkazar ekan, tok manbaiga ulangan ikkita ko'mir o'rtasida yorqin nur bilan birga havo orqali uzluksiz elektr zaryadsizlanishi sodir bo'lishini aniqladi. V. V. Petrov o'z asarlarida bu holda "qorong'u tinchlik juda yorqin tarzda yoritilishi mumkin" deb yozgan. Shunday qilib, birinchi marta boshqa rus elektr olimi Pavel Nikolaevich Yablochkov tomonidan amalda qo'llanilgan elektr nuri olindi.

Ishlari elektr yoyidan foydalanishga asoslangan "Yablochkov shamlari" o'sha kunlarda elektrotexnikada haqiqiy inqilobni amalga oshirdi.

Ark zaryadsizlanishi bugungi kunda ham yorug'lik manbai sifatida ishlatiladi, masalan, projektorlar va proyektorlarda. Ark deşarjının yuqori harorati uni ishlatishga imkon beradi. Hozirgi vaqtda juda yuqori tok bilan ishlaydigan kamon pechlari bir qator sanoat tarmoqlarida qo'llaniladi: po'lat, cho'yan, ferroqotishmalar, bronza va boshqalarni eritish uchun. Va 1882 yilda N. N. Benardos birinchi bo'lib metallni kesish va payvandlash uchun yoy zaryadidan foydalangan.

Gaz-yorug'lik naychalarida, lyuminestsent lampalarda, kuchlanish stabilizatorlarida elektron va ion nurlarini olish uchun, yorqin gaz chiqishi.

Sferik uchqun bo'shlig'i yordamida katta potentsial farqlarni o'lchash uchun uchqun chiqishi ishlatiladi, uning elektrodlari silliqlangan yuzasi bo'lgan ikkita metall shardir. To'plar bir-biridan uzoqlashtiriladi va ularga o'lchangan potentsial farq qo'llaniladi. Keyin to'plar ular orasida uchqun otguncha birlashtiriladi. To'plarning diametrini, ular orasidagi masofani, havoning bosimini, harorati va namligini bilib, ular maxsus jadvallar bo'yicha to'plar orasidagi potentsial farqni topadilar. Ushbu usul o'n minglab voltsli potentsial farqlarni bir necha foizgacha o'lchash uchun ishlatilishi mumkin.

Oddiy sharoitlarda gazlardagi elektr toki mumkin emas. Ya'ni, atmosfera namligi, bosimi va haroratida gazda zaryad tashuvchilar yo'q. Gazning, xususan, havoning bu xususiyati elektr izolyatsiyasini ta'minlash uchun havo uzatish liniyalari va o'rni kalitlarida qo'llaniladi.

Ammo ma'lum sharoitlarda gazlarda oqim kuzatilishi mumkin. Keling, tajriba qilaylik. Uning uchun bizga havo kondansatörü elektrometri va ulash simlari kerak. Birinchidan, elektrometrni kondansatkichga ulaymiz. Keyin kondansatör plitalariga zaryad haqida xabar beramiz. Elektrometr aynan shu zaryadning mavjudligini ko'rsatadi. Havo kondansatörü bir muddat zaryadni saqlaydi. Ya'ni, uning plitalari orasida oqim bo'lmaydi. Bu kondansatör plitalari orasidagi havo dielektrik xususiyatlarga ega ekanligini ko'rsatadi.

1-rasm - elektrometrga ulangan zaryadlangan kondansatör

Keyinchalik, plitalar orasidagi bo'shliqqa sham alangasini kiritamiz. Shu bilan birga, biz elektrometr kondansatör plitalaridagi zaryadning pasayishini ko'rishini ko'ramiz. Ya'ni, oqim plitalar orasidagi bo'shliqda oqadi. Nima uchun bu sodir bo'lmoqda.

2-rasm - Zaryadlangan kondansatör plitalari orasidagi bo'shliqqa shamni kiritish

Oddiy sharoitlarda gaz molekulalari elektr jihatdan neytraldir. Va ular oqimni ta'minlay olmaydilar. Ammo haroratning oshishi bilan gazning ionlanishi deb ataladigan narsa sodir bo'ladi va u o'tkazgichga aylanadi. Gazda musbat va manfiy ionlar paydo bo'ladi.

Elektron gaz atomidan ajralib chiqishi uchun Kulon kuchlariga qarshi ish qilish kerak. Bu energiya talab qiladi. Atom bu energiyani harorat oshishi bilan oladi. Issiqlik harakatining kinetik energiyasi gaz haroratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lgani uchun. Keyin, uning ortishi bilan molekulalar va atomlar to'qnashganda elektronlar atomlardan chiqib ketishi uchun etarli energiya oladi. Bunday atom musbat ionga aylanadi. Ajratilgan elektron boshqa atomga yopishib olishi mumkin, keyin u manfiy ionga aylanadi.

Natijada, plitalar orasidagi bo'shliqda musbat va manfiy ionlar, shuningdek, elektronlar paydo bo'ladi. Ularning barchasi kondansatör plitalaridagi zaryadlar tomonidan yaratilgan maydon ta'sirida harakat qila boshlaydi. Musbat ionlar katod tomon harakatlanadi. Salbiy ionlar va elektronlar anodga moyil bo'ladi. Shunday qilib, havo bo'shlig'ida oqim ta'minlanadi.

Oqimning kuchlanishga bog'liqligi barcha sohalarda Ohm qonuniga bo'ysunmaydi. Birinchi bo'limda bu kuchlanishning oshishi bilan shunday bo'ladi, ionlar soni ortadi va natijada oqim. Keyinchalik, to'yinganlik ikkinchi qismda sodir bo'ladi, ya'ni kuchlanishning oshishi bilan oqim kuchaymaydi. Chunki ionlarning kontsentratsiyasi maksimal va yangilari yo'q joydan paydo bo'ladi.

3-rasm - havo bo'shlig'ining joriy kuchlanish xarakteristikasi

Uchinchi bo'limda kuchlanish kuchayishi bilan yana oqimning kuchayishi kuzatiladi. Ushbu bo'lim o'z-o'zidan tushirish deb ataladi. Ya'ni, gazdagi oqimni ushlab turish uchun uchinchi tomon ionizatorlari endi kerak emas. Buning sababi shundaki, yuqori kuchlanishdagi elektronlar boshqa elektronlarni atomlardan o'z-o'zidan chiqarib yuborish uchun etarli energiya oladi. Bu elektronlar o'z navbatida boshqalarni uradi va hokazo. Jarayon ko'chkiga o'xshaydi. Va gazdagi asosiy o'tkazuvchanlik allaqachon elektronlar tomonidan ta'minlangan.