Gazlardagi elektr tokining hodisalari. Kirish

Oddiy sharoitlarda gazlar dielektriklardir, chunki. neytral atomlar va molekulalardan iborat bo'lib, ular etarli miqdordagi erkin zaryadga ega emas.Gazlar qandaydir tarzda ionlangandagina o'tkazgichga aylanadi. Gazlarni ionlash jarayoni har qanday sabablar ta'sirida bir yoki bir nechta elektronlarning atomdan ajralib chiqishidan iborat. Natijada, neytral atom o'rniga, ijobiy ion va elektron.

Molekulalarning ionlar va elektronlarga bo'linishi deyiladi gazning ionlanishi.

Shakllangan elektronlarning bir qismi boshqa neytral atomlar tomonidan ushlanib, keyin paydo bo'lishi mumkin manfiy zaryadlangan ionlar.

Shunday qilib, ionlangan gazda uch turdagi zaryad tashuvchilar mavjud: elektronlar, musbat ionlar va manfiy.

Elektronni atomdan ajratish ma'lum energiya sarflashni talab qiladi - ionlanish energiyasi V men. Ionlanish energiyasi gazning kimyoviy tabiatiga va atomdagi elektronning energiya holatiga bog'liq. Shunday qilib, birinchi elektronni azot atomidan ajratish uchun 14,5 eV, ikkinchi elektronni ajratish uchun - 29,5 eV, uchinchi elektronni ajratish uchun - 47,4 eV energiya sarflanadi.

Gazning ionlanishiga olib keladigan omillar deyiladi ionizatorlar.

Ionlanishning uch turi mavjud: termal ionlanish, fotoionlanish va zarbali ionlanish.

Termal ionlanish yuqori haroratda gaz atomlari yoki molekulalarining to'qnashuvi natijasida yuzaga keladi, agar to'qnashuvchi zarralarning nisbiy harakatining kinetik energiyasi atomdagi elektronning bog'lanish energiyasidan oshsa.

Fotoionlashtirish elektromagnit nurlanish (ultrabinafsha, rentgen yoki g-nurlanish) taʼsirida, atomdan elektronni ajratish uchun zarur boʻlgan energiya unga nurlanish kvanti orqali oʻtganda yuzaga keladi.

Elektron ta'sirida ionlanish(yoki ta'sir ionlashuvi) atomlar yoki molekulalarning yuqori kinetik energiyaga ega tez elektronlar bilan toʻqnashuvi natijasida musbat zaryadlangan ionlarning hosil boʻlishidir.

Gazni ionlash jarayoni har doim qarama-qarshi zaryadlangan ionlardan neytral molekulalarning elektr tortishish kuchi tufayli tiklanishining teskari jarayoni bilan birga keladi. Bu hodisa deyiladi rekombinatsiya. Rekombinatsiya jarayonida ionlanishga sarflangan energiyaga teng energiya chiqariladi. Bu, masalan, gazning porlashiga olib kelishi mumkin.

Agar ionizatorning ta'siri o'zgarmasa, u holda ionlangan gazda dinamik muvozanat o'rnatiladi, bunda vaqt birligida qancha molekulalar ionlarga parchalanishi bilan tiklanadi. Bunda ionlangan gazdagi zaryadlangan zarrachalar konsentratsiyasi o'zgarishsiz qoladi. Agar ionizatorning ta'siri to'xtatilsa, rekombinatsiya ionlanishdan ustun kela boshlaydi va ionlar soni tezda deyarli nolga tushadi. Binobarin, gazda zaryadlangan zarrachalarning mavjudligi vaqtinchalik hodisadir (ionizator ishlayotgan ekan).

Tashqi maydon bo'lmaganda, zaryadlangan zarralar tasodifiy harakat qiladi.

gaz chiqarish

Ionlashtirilgan gaz kiritilganda elektr maydoni elektr kuchlari erkin zaryadlarda harakat qila boshlaydi va ular kuchlanish chiziqlariga parallel ravishda siljiydi: elektronlar va manfiy ionlar - anodga, musbat ionlar - katodga (1-rasm). Elektrodlarda ionlar elektronlarni berish yoki qabul qilish orqali neytral atomlarga aylanadi va shu bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Gazda elektr toki hosil bo'ladi.

Gazlardagi elektr toki ionlar va elektronlarning yo'naltirilgan harakatidir.

Gazlardagi elektr toki deyiladi gaz chiqarish.

Gazdagi umumiy oqim zaryadlangan zarrachalarning ikkita oqimidan iborat: katodga o'tadigan oqim va anodga yo'naltirilgan oqim.

Gazlarda metallarning o'tkazuvchanligiga o'xshash elektron o'tkazuvchanlik, suvli eritmalar yoki elektrolit eritmalarining o'tkazuvchanligiga o'xshash ion o'tkazuvchanligi bilan birlashtiriladi.

Shunday qilib, gazlarning o'tkazuvchanligi bor ion-elektron xarakterga ega.

Tabiatda mutlaq dielektriklar mavjud emas. Zarrachalarning tartibli harakati - elektr zaryadining tashuvchilari - ya'ni tok har qanday muhitda yuzaga kelishi mumkin, ammo bu alohida shartlarni talab qiladi. Bu erda biz gazlarda elektr hodisalari qanday sodir bo'lishini va gazni juda yaxshi dielektrikdan juda yaxshi o'tkazgichga qanday o'zgartirish mumkinligini ko'rib chiqamiz. Biz uning paydo bo'lishi sharoitlari, shuningdek, gazlardagi elektr tokining qanday xususiyatlari bilan qiziqamiz.

Gazlarning elektr xossalari

Dielektrik - bu zarrachalarning kontsentratsiyasi - elektr zaryadining erkin tashuvchisi - hech qanday muhim qiymatga etmaydigan modda (o'rta), buning natijasida o'tkazuvchanlik ahamiyatsiz. Barcha gazlar yaxshi dielektriklardir. Ularning izolyatsion xususiyatlari hamma joyda qo'llaniladi. Misol uchun, har qanday elektron to'xtatuvchida kontaktlarning zanglashiga olib kirishi kontaktlarning zanglashiga olib kelganda sodir bo'ladi, ular orasida havo bo'shlig'i paydo bo'ladi. Elektr liniyalaridagi simlar ham havo qatlami bilan bir-biridan ajratilgan.

Har qanday gazning struktur birligi molekuladir. dan iborat atom yadrolari va elektron bulutlar, ya'ni bu to'plamdir elektr zaryadlari kosmosda qandaydir tarzda taqsimlangan. Gaz molekulasi uning tuzilishining o'ziga xos xususiyatlariga bog'liq bo'lishi yoki tashqi elektr maydoni ta'sirida qutblanishi mumkin. Gazni tashkil etuvchi molekulalarning katta qismi normal sharoitda elektr jihatdan neytraldir, chunki ulardagi zaryadlar bir-birini bekor qiladi.

Agar gazga elektr maydoni qo'llanilsa, molekulalar dipol orientatsiyasini qabul qilib, maydon ta'sirini qoplaydigan fazoviy pozitsiyani egallaydi. Kulon kuchlari ta'sirida gazda mavjud bo'lgan zaryadlangan zarralar harakatlana boshlaydi: musbat ionlar - katod yo'nalishi bo'yicha, manfiy ionlar va elektronlar - anod tomon. Biroq, agar maydon etarli potentsialga ega bo'lmasa, zaryadlarning yagona yo'naltirilgan oqimi paydo bo'lmaydi va alohida oqimlar haqida gapirish mumkin, shuning uchun ularni e'tiborsiz qoldirish kerak. Gaz dielektrik kabi harakat qiladi.

Shunday qilib, yuzaga kelishi uchun elektr toki gazlarda erkin zaryad tashuvchilarning yuqori konsentratsiyasi va maydonning mavjudligi talab qilinadi.

Ionizatsiya

Gazdagi erkin zaryadlar sonining ko'chkiga o'xshash ko'payishi jarayoni ionlanish deb ataladi. Shunga ko'ra, katta miqdordagi zaryadlangan zarrachalar mavjud bo'lgan gaz ionlashtirilgan deb ataladi. Aynan shunday gazlarda elektr toki hosil bo'ladi.

Ionlanish jarayoni molekulalarning neytralligining buzilishi bilan bog'liq. Elektronning ajralishi natijasida musbat ionlar paydo bo'ladi, elektronning molekulaga biriktirilishi manfiy ion hosil bo'lishiga olib keladi. Bundan tashqari, ionlangan gazda juda ko'p erkin elektronlar mavjud. Gazlardagi elektr tokining asosiy zaryad tashuvchilari musbat ionlar va ayniqsa elektronlardir.

Ionlanish zarrachaga ma'lum miqdorda energiya berilganda sodir bo'ladi. Shunday qilib, molekula tarkibidagi tashqi elektron bu energiyani olgan holda molekulani tark etishi mumkin. Zaryadlangan zarralarning neytral zarralar bilan o'zaro to'qnashuvi yangi elektronlarning ishdan chiqishiga olib keladi va jarayon davom etadi. ko'chki xarakteri. Zarrachalarning kinetik energiyasi ham ortadi, bu esa ionlanishga katta yordam beradi.

Gazlarda elektr tokining qo'zg'alishiga sarflangan energiya qayerdan kelib chiqadi? Gazlarning ionlanishi bir nechta energiya manbalariga ega, ularga ko'ra uning turlarini nomlash odatiy holdir.

Ionizatsiya elektr maydoni. Bunda maydonning potensial energiyasi zarrachalarning kinetik energiyasiga aylanadi.
Termal ionlanish. Haroratning oshishi ham juda ko'p miqdordagi bepul to'lovlarning shakllanishiga olib keladi.
Fotoionlashtirish. Bu jarayonning mohiyati shundaki, kvantlar elektronlarga energiya beradi elektromagnit nurlanish- fotonlar, agar ular etarlicha yuqori chastotaga ega bo'lsa (ultrabinafsha, rentgen, gamma kvantlar).
Ta'sirli ionlanish to'qnashuvchi zarrachalarning kinetik energiyasini elektronlar ajralish energiyasiga aylantirish natijasidir. Termik ionlanish bilan bir qatorda gazlarda elektr tokini qo'zg'atishning asosiy omili bo'lib xizmat qiladi.

Har bir gaz ma'lum bir chegara qiymati bilan tavsiflanadi - elektronning molekuladan ajralib chiqishi, potentsial to'siqni engib o'tishi uchun zarur bo'lgan ionlanish energiyasi. Birinchi elektron uchun bu qiymat bir necha voltdan ikki o'n voltgacha o'zgaradi; keyingi elektronni molekuladan ajratish uchun ko'proq energiya talab qilinadi va hokazo.

Shuni yodda tutish kerakki, gazda ionlanish bilan bir vaqtda teskari jarayon - rekombinatsiya, ya'ni Kulon tortishish kuchlari ta'sirida neytral molekulalarning tiklanishi sodir bo'ladi.

Gaz chiqarish va uning turlari

Shunday qilib, gazlardagi elektr toki zaryadlangan zarrachalarning ularga qo'llaniladigan elektr maydoni ta'sirida tartibli harakati bilan bog'liq. Bunday zaryadlarning mavjudligi, o'z navbatida, turli xil ionlanish omillari tufayli mumkin.

Shunday qilib, termal ionlanish sezilarli haroratni talab qiladi, ammo ba'zi kimyoviy jarayonlar bilan bog'liq ochiq olov ionlanishga yordam beradi. Olov borligida nisbatan past haroratda ham gazlarda elektr tokining ko'rinishi qayd etiladi va gaz o'tkazuvchanligi bilan tajriba o'tkazish buni tekshirishni osonlashtiradi. Zaryadlangan kondansatör plitalari orasiga yondirgich yoki shamning alangasini qo'yish kerak. Kondensatordagi havo bo'shlig'i tufayli ilgari ochilgan sxema yopiladi. Zanjirga ulangan galvanometr oqim mavjudligini ko'rsatadi.

Gazlardagi elektr toki gaz razryadi deb ataladi. Shuni yodda tutish kerakki, razryadning barqarorligini ta'minlash uchun ionizatorning ta'siri doimiy bo'lishi kerak, chunki doimiy rekombinatsiya tufayli gaz o'zining elektr o'tkazuvchanlik xususiyatlarini yo'qotadi. Gazlardagi elektr tokining ba'zi tashuvchilari - ionlar elektrodlarda neytrallanadi, boshqalari - elektronlar anodga tushadi, maydon manbasining "plyus" ga yuboriladi. Agar ionlashtiruvchi omil ishlashni to'xtatsa, gaz darhol yana dielektrikga aylanadi va oqim to'xtaydi. Tashqi ionizatorning ta'siriga bog'liq bo'lgan bunday oqim o'z-o'zidan saqlanmaydigan razryad deyiladi.

Elektr tokining gazlar orqali o'tish xususiyatlari oqim kuchining kuchlanishga alohida bog'liqligi - oqim kuchlanishining xarakteristikasi bilan tavsiflanadi.

Joriy kuchlanishga bog'liqlik grafigida gaz razryadning rivojlanishini ko'rib chiqaylik. Kuchlanish U 1 ma'lum bir qiymatga ko'tarilganda, oqim unga mutanosib ravishda ortadi, ya'ni Ohm qonuni bajariladi. Kinetik energiya va shuning uchun gazdagi zaryadlarning tezligi oshadi va bu jarayon rekombinatsiyadan oldinda. U 1 dan U 2 gacha bo'lgan kuchlanish qiymatlarida bu munosabatlar buziladi; U 2 ga yetganda, barcha zaryad tashuvchilar rekombinatsiya qilish uchun vaqt topa olmasdan elektrodlarga etib boradilar. Barcha bepul to'lovlar ishtirok etadi va kuchlanishning yanada oshishi oqimning oshishiga olib kelmaydi. Zaryadlar harakatining bunday tabiati to'yingan oqim deb ataladi. Shunday qilib, gazlardagi elektr toki ham ionlangan gazning turli quvvatdagi elektr maydonlarida harakat qilish xususiyatlariga bog'liq deb aytishimiz mumkin.

Elektrodlar orasidagi potentsial farq yetganda ma'lum qiymat U 3, kuchlanish elektr maydonining gazning ko'chkiga o'xshash ionlanishiga olib kelishi uchun etarli bo'ladi. Erkin elektronlarning kinetik energiyasi molekulalarning zarba ionlanishi uchun allaqachon etarli. Shu bilan birga, ko'pchilik gazlarda ularning tezligi taxminan 2000 km / s va undan yuqori (u v=600 U i taxminiy formulasi bilan hisoblanadi, bu erda U i ionlanish potentsiali). Ayni paytda gazning parchalanishi sodir bo'ladi va ichki ionlanish manbai tufayli oqimning sezilarli darajada oshishi sodir bo'ladi. Shuning uchun bunday tushirish mustaqil deb ataladi.

Bu holda tashqi ionizatorning mavjudligi gazlarda elektr tokini ushlab turishda endi rol o'ynamaydi. O'z-o'zidan tushirish turli sharoitlar va elektr maydon manbasining turli xarakteristikalari bilan u ma'lum xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin. O'z-o'zidan zaryadsizlanishning porlash, uchqun, yoy va toj kabi turlari mavjud. Biz ushbu turlarning har biri uchun qisqacha elektr tokining gazlarda qanday harakat qilishini ko'rib chiqamiz.

O'z-o'zidan tushirishni boshlash uchun 100 (va undan kam) dan 1000 voltgacha bo'lgan potentsial farq etarli. Shuning uchun past oqim kuchi (10 -5 A dan 1 A gacha) bilan tavsiflangan porlash oqimi bir necha millimetr simob bosimida sodir bo'ladi.

Noyob gaz va sovuq elektrodlari bo'lgan naychada paydo bo'ladigan porlash oqimi elektrodlar orasidagi nozik nurli shnurga o'xshaydi. Agar biz gazni quvurdan chiqarishni davom ettirsak, filament yuviladi va simobning o'ndan bir millimetr bosimida porlash naychani deyarli to'ldiradi. Katod yaqinida porlash yo'q - qorong'u katod bo'shlig'ida. Qolganlari ijobiy ustun deb ataladi. Bunday holda, oqimning mavjudligini ta'minlaydigan asosiy jarayonlar qorong'u katod maydonida va unga tutash hududda aniq lokalizatsiya qilinadi. Bu erda zaryadlangan gaz zarralari tezlashadi, elektronlarni katoddan chiqarib yuboradi.

Yorqin razryadda ionlanishning sababi katoddan elektron chiqarishdir. Katod tomonidan chiqarilgan elektronlar gaz molekulalarining zarba ionlanishini hosil qiladi, paydo bo'ladigan musbat ionlar katoddan ikkilamchi emissiyaga olib keladi va hokazo. Ijobiy ustunning porlashi, asosan, qo'zg'atilgan gaz molekulalari tomonidan fotonlarning orqaga qaytishi bilan bog'liq va turli gazlar ma'lum bir rangning porlashi bilan tavsiflanadi. Ijobiy ustun faqat elektr zanjirining bir qismi sifatida porlash razryad hosil qilishda ishtirok etadi. Agar siz elektrodlarni yaqinlashtirsangiz, siz ijobiy ustunning yo'qolishiga erishishingiz mumkin, ammo tushirish to'xtamaydi. Biroq, elektrodlar orasidagi masofaning yanada qisqarishi bilan porlash oqimi mavjud bo'lishi mumkin emas.

Shuni ta'kidlash kerakki, uchun bu turdagi gazlardagi elektr toki, ba'zi jarayonlar fizikasi hali to'liq yoritilgan emas. Masalan, razryadda ishtirok etuvchi katod yuzasidagi maydonni kengaytirish uchun oqimning kuchayishiga olib keladigan kuchlarning tabiati noaniqligicha qolmoqda.

uchqun chiqishi

Uchqunning buzilishi impulsli xarakterga ega. Bu normal atmosferaga yaqin bosimlarda, elektr maydon manbaining kuchi statsionar oqimni ushlab turish uchun etarli bo'lmagan hollarda sodir bo'ladi. Bunday holda, maydon kuchi yuqori va 3 MV / m ga yetishi mumkin. Hodisa gazdagi razryadli elektr tokining keskin oshishi bilan tavsiflanadi, shu bilan birga kuchlanish juda tez pasayadi va razryad to'xtaydi. Keyin potentsial farq yana ortadi va butun jarayon takrorlanadi.

Ushbu turdagi tushirish bilan qisqa muddatli uchqun kanallari hosil bo'ladi, ularning o'sishi elektrodlar orasidagi har qanday nuqtadan boshlanishi mumkin. Buning sababi shundaki, ta'sir ionizatsiyasi tasodifiy joylarda sodir bo'ladi bu daqiqa ionlarning eng katta kontsentratsiyasi. Uchqun kanali yaqinida gaz tez qiziydi va issiqlik kengayishiga uchraydi, bu esa akustik to'lqinlarni keltirib chiqaradi. Shu sababli, uchqun chiqishi yorilish, shuningdek, issiqlik va yorqin nurning chiqishi bilan birga keladi. Ko'chkining ionlash jarayonlari uchqun kanalida 10 ming darajagacha va undan ko'p yuqori bosim va harorat hosil qiladi.

Tabiiy uchqun chiqishining eng yorqin misoli chaqmoqdir. Chaqmoqning asosiy uchqun kanalining diametri bir necha santimetrdan 4 m gacha, kanal uzunligi esa 10 km ga yetishi mumkin. Oqimning kattaligi 500 ming amperga etadi va momaqaldiroq buluti va Yer yuzasi o'rtasidagi potentsial farq milliard voltga etadi.

321 km uzunlikdagi eng uzun chaqmoq 2007 yilda AQShning Oklaxoma shtatida kuzatilgan. Davomiylik bo'yicha rekordchi 2012 yilda Frantsiya Alp tog'larida qayd etilgan chaqmoq bo'ldi - bu 7,7 soniyadan ortiq davom etdi. Chaqmoq urilganda havo 30 ming darajagacha qizib ketishi mumkin, bu Quyoshning ko'rinadigan yuzasi haroratidan 6 baravar yuqori.

Elektr maydoni manbasining kuchi etarlicha katta bo'lgan hollarda, uchqun razryadi yoy razryadiga aylanadi.

Ushbu turdagi o'z-o'zidan zaryadsizlanish yuqori oqim zichligi va past (porlashdan kamroq) kuchlanish bilan tavsiflanadi. Elektrodlarning yaqinligi tufayli buzilish masofasi kichik. Chiqarish katod yuzasidan elektronning chiqishi bilan boshlanadi (metall atomlari uchun ionlanish potentsiali gaz molekulalariga nisbatan kichik). Elektrodlar orasidagi buzilish paytida gaz elektr tokini o'tkazadigan sharoitlar yaratiladi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan uchqun chiqishi paydo bo'ladi. Agar kuchlanish manbasining kuchi etarlicha katta bo'lsa, uchqun razryadlari barqaror elektr yoyga aylanadi.

Arkni tushirish paytida ionlanish deyarli 100% ga etadi, oqim kuchi juda yuqori va 10 dan 100 ampergacha bo'lishi mumkin. Atmosfera bosimida kamon 5-6 ming darajagacha, katod esa 3 ming darajagacha qizdirishga qodir, bu uning yuzasidan kuchli termion emissiyaga olib keladi. Anodni elektronlar bilan bombardimon qilish qisman vayron bo'lishiga olib keladi: uning ustida chuqurchalar hosil bo'ladi - harorat taxminan 4000 ° S bo'lgan krater. Bosimning oshishi haroratning yanada oshishiga olib keladi.

Elektrodlarni suyultirishda, yoyning zaryadsizlanishi ma'lum masofaga qadar barqaror bo'lib qoladi, bu esa u bilan bog'liq bo'lgan kontaktlarning zanglashi va yonishi tufayli zararli bo'lgan elektr jihozlarining qismlarida u bilan kurashishga imkon beradi. Bu yuqori kuchlanish va kabi qurilmalar elektron to'xtatuvchilari, kontaktorlar va boshqalar. Kontaktlar ochilganda paydo bo'ladigan yoyga qarshi kurashish usullaridan biri yoyni kengaytirish printsipiga asoslangan yoy oluklaridan foydalanishdir. Ko'pgina boshqa usullar ham qo'llaniladi: manyovr kontaktlari, yuqori ionlash potentsiali bo'lgan materiallardan foydalanish va boshqalar.

Toj oqimining rivojlanishi normal atmosfera bosimida keskin sodir bo'ladi bir hil bo'lmagan maydonlar sirtning katta egriligiga ega elektrodlar uchun. Bu shpallar, ustunlar, simlar, elektr jihozlarining turli elementlari bo'lishi mumkin murakkab shakl va hatto inson sochlari. Bunday elektrod korona elektrod deb ataladi. Ionizatsiya jarayonlari va shunga mos ravishda gazning porlashi faqat uning yonida sodir bo'ladi.

Toj ionlar bilan bombardimon qilinganda katodda (salbiy toj) ham, fotoionlanish natijasida ham anodda (musbat) hosil bo'lishi mumkin. Termal emissiya natijasida ionlanish jarayoni elektroddan uzoqqa yo'naltirilgan salbiy korona bir tekis porlash bilan tavsiflanadi. Ijobiy tojda oqimlarni kuzatish mumkin - uchqun kanallariga aylanishi mumkin bo'lgan buzilgan konfiguratsiyaning yorqin chiziqlari.

Korona oqishi misoli tabiiy sharoitlar baland ustunlar, daraxt tepalari va boshqalarning uchlarida paydo bo'lganlardir. Ular atmosferada yuqori elektr maydon kuchida, ko'pincha momaqaldiroqdan oldin yoki qor bo'roni paytida hosil bo'ladi. Bundan tashqari, ular vulqon kul bulutiga tushgan samolyot terisiga o'rnatildi.

Elektr liniyalari simlarida korona zaryadsizlanishi elektr energiyasini sezilarli darajada yo'qotishiga olib keladi. Yuqori kuchlanishda tojni oqizish yoyga aylanishi mumkin. Ular u bilan jang qilishadi turli yo'llar bilan, masalan, o'tkazgichlarning egrilik radiusini oshirish orqali.

Gazlar va plazmadagi elektr toki

To'liq yoki qisman ionlangan gaz plazma deb ataladi va moddaning to'rtinchi holati hisoblanadi. Umuman olganda, plazma elektr jihatdan neytraldir, chunki uning tarkibiy qismlarining umumiy zaryadi nol. Bu uni boshqa zaryadlangan zarrachalar tizimlaridan, masalan, elektron nurlardan ajratib turadi.

Tabiiy sharoitda plazma, qoida tariqasida, gaz atomlarining yuqori tezlikda to'qnashuvi tufayli yuqori haroratlarda hosil bo'ladi. Koinotdagi barion moddalarning katta qismi plazma holatidadir. Bular yulduzlar, yulduzlararo materiyaning bir qismi, intergalaktik gaz. Yerning ionosferasi ham kam uchraydigan, kuchsiz ionlangan plazma hisoblanadi.

Ionlanish darajasi plazmaning muhim xarakteristikasi bo'lib, uning o'tkazuvchanlik xususiyatlari unga bog'liq. Ionlanish darajasi ionlangan atomlar sonining birlik hajmdagi atomlarning umumiy soniga nisbati sifatida aniqlanadi. Plazma qanchalik ionlangan bo'lsa, uning elektr o'tkazuvchanligi shunchalik yuqori bo'ladi. Bundan tashqari, u yuqori harakatchanlikka ega.

Demak, tushirish kanali ichida elektr tokini o'tkazuvchi gazlar plazmadan boshqa narsa emasligini ko'ramiz. Shunday qilib, porlash va toj oqimlari sovuq plazma misolidir; chaqmoq uchqun kanali yoki elektr yoyi issiq, deyarli to'liq ionlangan plazma misolidir.

Metallar, suyuqliklar va gazlardagi elektr toki - farqlar va o'xshashliklar

Keling, boshqa muhitdagi oqimning xususiyatlari bilan solishtirganda, gazning chiqishini tavsiflovchi xususiyatlarni ko'rib chiqaylik.

Metallarda oqim kimyoviy o'zgarishlarga olib kelmaydigan erkin elektronlarning yo'naltirilgan harakatidir. Ushbu turdagi o'tkazgichlar birinchi turdagi o'tkazgichlar deb ataladi; bularga metallar va qotishmalardan tashqari ko'mir, ba'zi tuzlar va oksidlar kiradi. Ular elektron o'tkazuvchanlik bilan ajralib turadi.

Ikkinchi turdagi o'tkazgichlar elektrolitlar, ya'ni ishqorlar, kislotalar va tuzlarning suyuq suvli eritmalaridir. Oqimning o'tishi elektrolitning kimyoviy o'zgarishi - elektroliz bilan bog'liq. Suvda erigan moddaning ionlari potentsiallar farqi ta'sirida qarama-qarshi yo'nalishda harakat qiladi: musbat kationlar - katodga, manfiy anionlar - anodga. Jarayon gazning ajralishi yoki katodda metall qatlamning cho'kishi bilan birga keladi. Ikkinchi turdagi o'tkazgichlar ion o'tkazuvchanligi bilan tavsiflanadi.

Gazlarning o'tkazuvchanligiga kelsak, bu, birinchidan, vaqtinchalik, ikkinchidan, ularning har biri bilan o'xshashlik va farq belgilariga ega. Shunday qilib, elektrolitlar va gazlardagi elektr toki qarama-qarshi elektrodlarga yo'naltirilgan qarama-qarshi zaryadlangan zarrachalarning siljishidir. Biroq, elektrolitlar sof ion o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadigan bo'lsa-da, elektron va ionli o'tkazuvchanlik turlarining kombinatsiyasi bo'lgan gaz razryadlarida etakchi rol elektronlarga tegishli. Suyuqliklar va gazlardagi elektr tokining yana bir farqi ionlanishning tabiatidir. Elektrolitda erigan birikmaning molekulalari suvda ajraladi, lekin gazda molekulalar parchalanmaydi, faqat elektronlarini yo'qotadi. Shuning uchun gazning chiqishi, xuddi metallardagi oqim kabi, kimyoviy o'zgarishlar bilan bog'liq emas.

Suyuqlik va gazlardagi oqim ham bir xil emas. Elektrolitlarning o'tkazuvchanligi umuman Ohm qonuniga bo'ysunadi, lekin gazni tushirish paytida u kuzatilmaydi. Gazlarning volt-amper xarakteristikasi plazmaning xususiyatlari bilan bog'liq bo'lgan ancha murakkab xarakterga ega.

Generalni ham eslatib o'tish kerak farqlovchi xususiyatlar gazlardagi va vakuumdagi elektr toki. Vakuum deyarli mukammal dielektrikdir. "Deyarli" - chunki vakuumda, erkin zaryad tashuvchilarning yo'qligiga (aniqrog'i, juda past konsentratsiyaga) qaramay, oqim ham mumkin. Ammo potentsial tashuvchilar allaqachon gazda mavjud, ular faqat ionlashtirilishi kerak. Zaryad tashuvchilar moddadan vakuumga keltiriladi. Qoida tariqasida, bu elektron emissiya jarayonida, masalan, katod qizdirilganda (termionik emissiya) sodir bo'ladi. Lekin ichida ham har xil turlari Gaz razryadlarida emissiya, yuqorida aytib o'tganimizdek, muhim rol o'ynaydi.

Texnikada gaz razryadlaridan foydalanish

O zararli ta'sirlar ayrim toifalar allaqachon yuqorida qisqacha muhokama qilingan. Endi ularning sanoatda va kundalik hayotda keltirayotgan foydalariga e’tibor qaratsak.

Yorqin razryad elektrotexnikada (kuchlanish stabilizatorlari), qoplama texnologiyasida (katod korroziyasi hodisasiga asoslangan katodni püskürtme usuli) qo'llaniladi. Elektronikada u ion va elektron nurlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Yorqin razryadlarni qo'llashning taniqli sohasi - bu lyuminestsent va iqtisodiy deb ataladigan lampalar va dekorativ neon va argon chiqarish quvurlari. Bundan tashqari, porlash razryadlari spektroskopiyada va undan foydalaniladi.

Uchqun chiqarish sigortalarda, metallni aniq qayta ishlashning elektroeroziv usullarida (uchqunni kesish, burg'ulash va boshqalar) qo'llaniladi. Ammo u ichki yonuv dvigatellarining uchqunlarida ishlatilishi bilan mashhur maishiy texnika(gaz plitalari).

Yoritish texnologiyasida birinchi marta 1876 yilda qo'llanilgan yoy zaryadsizlanishi (Yablochkov shamchasi - "Rossiya nuri") hali ham yorug'lik manbai bo'lib xizmat qiladi - masalan, proyektorlarda va kuchli yorug'lik chiroqlarida. Elektrotexnikada yoy simob rektifikatorlarida qo'llaniladi. Bundan tashqari, u elektr payvandlashda, metall kesishda, po'lat va qotishma eritish uchun sanoat elektr pechlarida qo'llaniladi.

Korona zaryadsizlanishi ion gazini tozalash uchun elektrostatik cho'ktirgichlarda qo'llanilishini topadi, metrlarda elementar zarralar, chaqmoq novdalarida, konditsioner tizimlarida. Korona zaryadsizlanishi nusxa ko'chirish va lazer printerlarida ham ishlaydi, u erda fotosensitiv barabanni zaryad qiladi va chiqaradi va kukunni barabandan qog'ozga o'tkazadi.

Shunday qilib, barcha turdagi gaz chiqindilari keng qo'llaniladi. Gazlardagi elektr toki texnologiyaning ko'plab sohalarida muvaffaqiyatli va samarali qo'llaniladi.

Oddiy sharoitlarda gazlar elektr tokini o'tkazmaydi, chunki ularning molekulalari elektr jihatdan neytraldir. Misol uchun, quruq havo yaxshi izolyatordir, chunki biz elektrostatika bo'yicha eng oddiy tajribalar yordamida tekshirishimiz mumkin. Biroq, havo va boshqa gazlar, agar ularda u yoki bu tarzda ionlar hosil bo'lsa, elektr tokining o'tkazgichlariga aylanadi.

Guruch. 100. Havo ionlangan bo'lsa, elektr tokining o'tkazuvchisiga aylanadi

Havoning olov bilan ionlanishi paytida uning o'tkazuvchanligini ko'rsatadigan eng oddiy tajriba rasmda ko'rsatilgan. 100: Plitalar orasidagi bo'shliqqa yoqilgan gugurt kiritilganda uzoq vaqt saqlanib qolgan plitalardagi zaryad tezda yo'qoladi.

Gaz chiqarish. Elektr tokini gaz orqali o'tkazish jarayoni odatda gaz razryadi (yoki gazdagi elektr razryadi) deb ataladi. Gaz chiqindilari ikki turga bo'linadi: mustaqil va o'z-o'zidan ta'minlanmagan.

O'zini-o'zi etarli bo'lmagan toifa. Gazdagi razryad, agar uni ushlab turish uchun tashqi manba kerak bo'lsa, o'z-o'zidan ta'minlanmagan deb ataladi.

ionlanish. Gaz tarkibidagi ionlar yuqori harorat, rentgen va ultrabinafsha nurlanish, radioaktivlik, kosmik nurlar va boshqalar ta'sirida paydo bo'lishi mumkin. Bularning barchasida bir yoki bir nechta elektronlar ajralib chiqadi. elektron qobiq atom yoki molekula. Natijada gazda musbat ionlar va erkin elektronlar paydo bo'ladi. Chiqarilgan elektronlar neytral atomlar yoki molekulalarga qo'shilib, ularni manfiy ionlarga aylantirishi mumkin.

Ionizatsiya va rekombinatsiya. Gazda ionlanish jarayonlari bilan bir qatorda teskari rekombinatsiya jarayonlari ham sodir bo'ladi: bir-biri bilan bog'lanib, musbat va manfiy ionlar yoki musbat ionlar va elektronlar neytral molekulalar yoki atomlarni hosil qiladi.

Ionlanish va rekombinatsiya jarayonlarining doimiy manbai tufayli vaqt o'tishi bilan ionlar konsentratsiyasining o'zgarishini quyidagicha tavsiflash mumkin. Faraz qilaylik, ionlanish manbai vaqt birligidagi gazning birlik hajmiga musbat ionlar va bir xil miqdordagi elektronlar hosil qiladi. Agar gazda elektr toki bo'lmasa va diffuziya tufayli ko'rib chiqilayotgan hajmdan ionlarning chiqib ketishini e'tiborsiz qoldirish mumkin bo'lsa, u holda ion kontsentratsiyasini kamaytirishning yagona mexanizmi rekombinatsiya bo'ladi.

Rekombinatsiya musbat ion elektron bilan uchrashganda sodir bo'ladi. Bunday uchrashuvlar soni ionlar soniga ham, erkin elektronlar soniga ham proportsionaldir, ya'ni . Shuning uchun vaqt birligida hajm birligiga ionlar sonining kamayishi quyidagicha yozilishi mumkin, bu erda a doimiy qiymat rekombinatsiya koeffitsienti deb ataladi.

Kiritilgan taxminlarning to'g'riligiga ko'ra, gazdagi ionlar uchun muvozanat tenglamasi shaklda yozilishi mumkin.

Biz bu differentsial tenglamani hal qilmaymiz umumiy ko'rinish, va ba'zi qiziqarli maxsus holatlarni ko'rib chiqing.

Avvalo shuni ta'kidlaymizki, bir muncha vaqt o'tgach, ionlanish va rekombinatsiya jarayonlari bir-birini kompensatsiyalashi kerak va gazda doimiy konsentratsiya o'rnatiladi.

Statsionar ion kontsentratsiyasi qanchalik katta bo'lsa, ionlanish manbai kuchliroq va rekombinatsiya koeffitsienti a shunchalik kichik bo'ladi.

Ionizatorni o'chirgandan so'ng, ion kontsentratsiyasining pasayishi tenglama (1) bilan tavsiflanadi, unda kontsentratsiyaning boshlang'ich qiymati sifatida qabul qilish kerak.

Ushbu tenglamani integratsiyadan keyin shaklda qayta yozamiz, biz olamiz

Ushbu funktsiyaning grafigi rasmda ko'rsatilgan. 101. Bu giperbola bo'lib, uning asimptotalari vaqt o'qi va vertikal chiziqdir.Albatta. jismoniy ma'no qiymatlarga mos keladigan giperbolaning faqat bir qismiga ega.Fizikada tez-tez uchrab turadigan eksponensial yemirilish jarayonlari bilan solishtirganda konsentratsiyaning vaqt o‘tishi bilan kamayishining sekin xarakteriga e’tibor bering. bu miqdorning oniy qiymatining birinchi kuchiga mutanosib.

Guruch. 101. Ionlanish manbasini o'chirgandan keyin gazdagi ionlar konsentratsiyasining pasayishi

O'z-o'zidan bo'lmagan o'tkazuvchanlik. Agar gaz tashqi elektr maydonida bo'lsa, ionlashtiruvchi ta'siri tugagandan so'ng ionlarning kontsentratsiyasini pasaytirish jarayoni sezilarli darajada tezlashadi. Elektrodlar va ionlarni elektrodlarga tortib, elektr maydoni ionizator bo'lmaganda gazning elektr o'tkazuvchanligini juda tez bekor qilishi mumkin.

O'z-o'zidan barqaror bo'lmagan razryadning qonuniyatlarini tushunish uchun tashqi manba tomonidan ionlangan gazdagi oqim bir-biriga parallel bo'lgan ikkita tekis elektrodlar orasidan o'tgan holatni soddalik uchun ko'rib chiqaylik. Bunday holda, ionlar va elektronlar elektrodlarga qo'llaniladigan kuchlanishning ular orasidagi masofaga nisbatiga teng bo'lgan kuch E ning yagona elektr maydonida bo'ladi.

Elektron va ionlarning harakatchanligi. Doimiy qo'llaniladigan kuchlanish bilan zanjirda ma'lum bir doimiy oqim kuchi 1 o'rnatiladi.Bu ionlangan gazdagi elektronlar va ionlar doimiy tezlikda harakat qilishini anglatadi. Bu haqiqatni tushuntirish uchun, biz elektr maydonining doimiy tezlashtiruvchi kuchidan tashqari, harakatlanuvchi ionlar va elektronlarga tezlik ortib borayotgan qarshilik kuchlari ta'sir qiladi, deb taxmin qilishimiz kerak. Bu kuchlar elektronlar va ionlarning neytral atomlar va gaz molekulalari bilan to'qnashuvining o'rtacha ta'sirini tavsiflaydi. Qarshilik kuchlari orqali

Elektron va ionlarning o'rtacha doimiy tezliklari elektr maydonining E kuchiga mutanosib ravishda belgilanadi:

Proportsionallik koeffitsientlari elektron va ionlarning harakatchanligi deyiladi. Ion va elektronlarning harakatchanligi bor turli ma'nolar va gazning turiga, uning zichligiga, haroratiga va boshqalarga bog'liq.

Elektr tokining zichligi, ya'ni vaqt birligida elektronlar va ionlar tomonidan birlik maydon orqali o'tkaziladigan zaryad elektronlar va ionlarning kontsentratsiyasi, ularning zaryadlari va barqaror harakat tezligi bilan ifodalanadi.

Kvazi-neytrallik. Oddiy sharoitlarda ionlangan gaz umuman elektr neytraldir yoki ular aytganidek, kvazi-neytraldir, chunki nisbatan kichik miqdordagi elektron va ionlarni o'z ichiga olgan kichik hajmlarda elektr neytrallik holati buzilishi mumkin. Bu munosabatni bildiradi

O'z-o'zidan ta'minlanmagan oqimdagi oqim zichligi. Gazdagi o'z-o'zidan bo'lmagan zaryadsizlanish paytida oqim tashuvchilarning kontsentratsiyasining vaqt o'tishi bilan o'zgarishi qonunini olish uchun tashqi manba tomonidan ionlanish va rekombinatsiya jarayonlari bilan bir qatorda, shuningdek, quyidagilar hisobga olinishi kerak. elektronlar va ionlarning elektrodlarga qochishi. Hajmdan maydon elektrodiga vaqt birligida chiqib ketadigan zarralar soni tengdir Bunday zarralar konsentratsiyasining pasayish tezligi, biz bu raqamni elektrodlar orasidagi gaz hajmiga bo'lish orqali olamiz. Shuning uchun tok borligida (1) o'rniga balans tenglamasi shaklda yoziladi

Rejimni o'rnatish uchun, qachon (8) dan biz olamiz

Tenglama (9) o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan razryaddagi barqaror holatdagi oqim zichligining qo'llaniladigan kuchlanishga (yoki E maydon kuchiga) bog'liqligini topishga imkon beradi.

Ikki cheklovchi holat to'g'ridan-to'g'ri ko'rinadi.

Ohm qonuni. Past kuchlanishda, (9) tenglamada biz o'ng tomondagi ikkinchi atamani e'tiborsiz qoldirishimiz mumkin, shundan so'ng biz (7) formulalarni olamiz.

Oqim zichligi qo'llaniladigan elektr maydonining kuchiga proportsionaldir. Shunday qilib, kuchsiz elektr maydonlarida o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan gaz zaryadsizlanishi uchun Ohm qonuni bajariladi.

To'yinganlik oqimi.(9) tenglamadagi elektronlar va ionlarning past konsentratsiyasida biz birinchisini e'tiborsiz qoldirishimiz mumkin (o'ng tomondagi shartlar bo'yicha kvadratik. Bu yaqinlashuvda oqim zichligi vektori elektr maydon kuchi bo'ylab yo'naltirilgan va uning moduli

qo'llaniladigan kuchlanishga bog'liq emas. Bu natija kuchli elektr maydonlari uchun amal qiladi. Bunday holda, biz to'yinganlik oqimi haqida gapiramiz.

Ikkala ko'rib chiqiladigan cheklovchi holatlar (9) tenglamaga murojaat qilmasdan ham tekshirilishi mumkin. Shu bilan birga, kuchlanish kuchayishi bilan Ohm qonunidan oqimning kuchlanishga chiziqli bo'lmagan bog'liqligiga o'tish qanday sodir bo'lishini kuzatish mumkin emas.

Birinchi cheklovchi holatda, oqim juda kichik bo'lsa, zaryadsizlanish hududidan elektronlar va ionlarni olib tashlashning asosiy mexanizmi rekombinatsiyadir. Shuning uchun statsionar kontsentratsiya uchun (2) ifodadan foydalanish mumkin, u (7) hisobga olinganda darhol (10) formulani beradi. Ikkinchi cheklovchi holatda, aksincha, rekombinatsiyaga e'tibor berilmaydi. Kuchli elektr maydonida elektronlar va ionlar, agar ularning kontsentratsiyasi etarlicha past bo'lsa, bir elektroddan ikkinchisiga uchish vaqtida sezilarli darajada rekombinatsiya qilish uchun vaqtlari yo'q. Keyin tashqi manba tomonidan hosil bo'lgan barcha elektronlar va ionlar elektrodlarga etib boradi va umumiy oqim zichligi tengdir U ionlashtiruvchi kameraning uzunligiga proportsionaldir, chunki ionlashtiruvchi tomonidan ishlab chiqarilgan elektronlar va ionlarning umumiy soni I ga proportsionaldir.

Gaz chiqarishni eksperimental o'rganish. O'z-o'zidan ta'minlanmaydigan gazni oqizish nazariyasining xulosalari tajribalar bilan tasdiqlangan. Gazdagi razryadni o'rganish uchun ikkita metall elektrodli shisha naychadan foydalanish qulay. Bunday o'rnatishning elektr davri rasmda ko'rsatilgan. 102. Mobillik

elektronlar va ionlar gaz bosimiga (bosimga teskari proportsional) kuchli bog'liq bo'ladi, shuning uchun pasaytirilgan bosimda tajriba o'tkazish qulay.

Shaklda. 103 trubkadagi I tokning trubaning elektrodlariga qo'llaniladigan kuchlanishga bog'liqligini ko'rsatadi.. Naychada ionlanish, masalan, rentgen yoki rentgen nurlari yordamida yaratilishi mumkin. ultrabinafsha nurlar yoki zaif radioaktiv preparat bilan. Faqatgina tashqi ion manbai o'zgarishsiz qolishi juda muhimdir.

Guruch. 102. Gaz chiqarishni o'rganish uchun o'rnatish sxemasi

Guruch. 103. Gaz razryadning eksperimental tok kuchlanish xarakteristikasi

Bo'limda oqim kuchi kuchlanishga chiziqli bo'lmagan bog'liqdir. B nuqtadan boshlab, tok to'yinganlikka erishadi va ma'lum masofada doimiy bo'lib qoladi.Bularning barchasi nazariy bashoratlarga mos keladi.

O'z darajasi. Biroq, S nuqtasida oqim yana, avvaliga sekin, keyin esa juda keskin o'sa boshlaydi. Bu gazda ionlarning yangi, ichki manbai paydo bo'lganligini anglatadi. Agar biz hozir tashqi manbani olib tashlasak, u holda gazdagi tushirish to'xtamaydi, ya'ni u o'z-o'zini ushlab turmaydigan razryaddan mustaqil holatga o'tadi. O'z-o'zidan zaryadsizlanishi bilan yangi elektronlar va ionlarning hosil bo'lishi gazning o'zida ichki jarayonlar natijasida sodir bo'ladi.

Elektron ta'sirida ionlanish. O'z-o'zidan barqaror bo'lmagan oqimdan mustaqil oqimga o'tish paytida oqimning oshishi ko'chki kabi sodir bo'ladi va gazning elektr buzilishi deb ataladi. Buzilish sodir bo'ladigan kuchlanish ateşleme kuchlanishi deb ataladi. Bu gaz turiga va gaz bosimining mahsulotiga va elektrodlar orasidagi masofaga bog'liq.

Qo'llaniladigan kuchlanish kuchayishi bilan oqim kuchining ko'chkiga o'xshash o'sishiga sabab bo'lgan gazdagi jarayonlar neytral atomlar yoki gaz molekulalarining elektr maydoni tomonidan tezlashtirilgan erkin elektronlar tomonidan etarli darajada ionlanishi bilan bog'liq.

katta energiya. Neytral atom yoki molekula bilan navbatdagi to'qnashuv oldidan elektronning kinetik energiyasi elektr maydon kuchi E va elektron X ning erkin yo'liga mutanosibdir:

Agar bu energiya neytral atom yoki molekulani ionlash uchun etarli bo'lsa, ya'ni ionlash ishidan oshib ketadi.

keyin elektron atom yoki molekula bilan to'qnashganda ular ionlanadi. Natijada bitta elektron o'rniga ikkita elektron paydo bo'ladi. Ular, o'z navbatida, elektr maydon tomonidan tezlashtiriladi va yo'lda duch kelgan atomlar yoki molekulalarni ionlashtiradi va hokazo. Jarayon ko'chki kabi rivojlanadi va elektron ko'chki deb ataladi. Ta'riflangan ionlanish mexanizmi elektron ta'sirli ionlanish deb ataladi.

Neytral gaz atomlarining ionlanishi asosan musbat ionlarning emas, balki elektronlarning ta'sirida sodir bo'lishining eksperimental isboti J. Taunsend tomonidan berilgan. U silindrsimon kondansatör ko'rinishidagi ionlash kamerasini oldi, uning ichki elektrodi silindrning o'qi bo'ylab cho'zilgan ingichka metall ip edi. Bunday kamerada tezlashtiruvchi elektr maydoni juda bir xil emas va ionlanishda asosiy rolni filament yaqinidagi eng kuchli maydon hududiga kiradigan zarralar o'ynaydi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, elektrodlar orasidagi bir xil kuchlanish uchun tashqi tsilindrga emas, balki musbat potentsial filamentga qo'llanilganda tushirish oqimi kattaroq bo'ladi. Bu holda, oqim hosil qiluvchi barcha erkin elektronlar, albatta, eng kuchli maydon hududidan o'tadi.

Katoddan elektronlarning emissiyasi. O'z-o'zidan barqaror zaryadsizlanish, agar gazda doimiy ravishda yangi erkin elektronlar paydo bo'lsa, statsionar bo'lishi mumkin, chunki ko'chkida paydo bo'ladigan barcha elektronlar anodga etib boradi va o'yindan chiqariladi. Yangi elektronlar katoddan musbat ionlar tomonidan uriladi, ular katod tomon harakatlanayotganda elektr maydoni tomonidan ham tezlashadi va buning uchun etarli energiya oladi.

Katod nafaqat ion bombardimoni natijasida, balki mustaqil ravishda, yuqori haroratgacha qizdirilganda ham elektronlarni chiqarishi mumkin. Bu jarayon termion emissiya deb ataladi, uni metalldan elektronlarning bug'lanishining bir turi deb hisoblash mumkin. Odatda, bunday haroratlarda, katod materialining bug'lanishi hali ham kichik bo'lganda sodir bo'ladi. O'z-o'zidan gaz chiqarish holatida katod odatda holda isitiladi

filament, vakuum naychalarida bo'lgani kabi, lekin ijobiy ionlar bilan bombardimon qilinganda issiqlik chiqishi tufayli. Shuning uchun katod ionlarning energiyasi elektronlarni urib tushirish uchun etarli bo'lmaganda ham elektron chiqaradi.

Gazdagi o'z-o'zidan zaryadsizlanish nafaqat kuchlanishning kuchayishi va uzoqlashishi bilan o'z-o'zidan bo'lmagan razryaddan o'tish natijasida sodir bo'ladi. tashqi manba ionlash, balki ateşleme chegarasi kuchlanishidan oshib ketadigan kuchlanishni bevosita qo'llash bilan ham. Nazariya shuni ko'rsatadiki, neytral gazda doimo mavjud bo'lgan eng kichik miqdordagi ionlar, faqat tabiiy radioaktiv fon tufayli, razryadni yoqish uchun etarli.

Gazning xususiyatlari va bosimiga, elektrodlarning konfiguratsiyasiga va elektrodlarga qo'llaniladigan kuchlanishga qarab, har xil turdagi o'z-o'zidan tushirish mumkin.

Yonayotgan oqindi. Da past bosimlar(millimetr simobning o'ndan va yuzdan bir qismi) naychada porlashi kuzatiladi. Yorqin razryadni yoqish uchun bir necha yuz yoki hatto o'nlab voltli kuchlanish etarli. Yorqin oqimda to'rtta xarakterli mintaqani ajratish mumkin. Bular qorong'u katod bo'shlig'i, yonayotgan (yoki salbiy) nur, Faraday qorong'u fazosi va anod va katod orasidagi bo'shliqning katta qismini egallagan yorqin musbat ustundir.

Birinchi uchta mintaqa katod yaqinida joylashgan. Aynan shu erda potentsialning keskin pasayishi katodning qorong'u bo'shlig'i chegarasida ijobiy ionlarning katta kontsentratsiyasi va yonayotgan porlash bilan bog'liq. Katodning qorong'u fazosi hududida tezlashtirilgan elektronlar porlash hududida kuchli zarba ionlanishini keltirib chiqaradi. Yonayotgan porlash ionlar va elektronlarning neytral atomlar yoki molekulalarga rekombinatsiyasi bilan bog'liq. Raqamning ijobiy ustuni potentsialning biroz pasayishi va gazning qo'zg'aluvchan atomlari yoki molekulalarining asosiy holatga qaytishi natijasida paydo bo'lgan porlash bilan tavsiflanadi.

Korona oqishi. Gazdagi nisbatan yuqori bosimlarda (atmosfera bosimi tartibida), elektr maydoni kuchli bir xil bo'lmagan o'tkazgichning uchli uchastkalari yaqinida yorug'lik zonasi tojga o'xshash razryad kuzatiladi. Korona oqishi ba'zida paydo bo'ladi jonli daraxt tepalarida, kema ustunlarida va boshqalarda ("Sent Elmoning olovlari"). Korona zaryadsizlanishini yuqori kuchlanishli muhandislikda hisobga olish kerak, bu razryad yuqori kuchlanishli elektr uzatish liniyalari simlari atrofida sodir bo'lib, quvvat yo'qotishlariga olib keladi. Foydali amaliy foydalanish korona deşarj tozalash uchun elektrostatik cho'ktirgichlarda topilgan sanoat gazlari qattiq va suyuq zarralarning aralashmalaridan.

Elektrodlar orasidagi kuchlanishning oshishi bilan tojning chiqishi uchqunga aylanadi, ular orasidagi bo'shliq to'liq parchalanadi.

elektrodlar. U bir zumda oqim bo'shlig'iga kirib, bir-birini injiqlik bilan almashtirib turadigan yorqin zigzagli shoxlangan kanallar nuriga ega. Uchqun chiqishi katta miqdordagi issiqlikning chiqishi, yorqin mavimsi-oq porlashi va kuchli yorilish bilan birga keladi. Buni elektrofor mashinasining sharlari orasida kuzatish mumkin. Gigant uchqun oqimiga misol sifatida tabiiy chaqmoqni keltirish mumkin, bu erda oqim kuchi 5-105 A ga etadi va potentsial farq 109 V ga etadi.

Uchqun chiqishi atmosfera (va undan yuqori) bosimda sodir bo'lganligi sababli, ateşleme kuchlanishi juda yuqori: quruq havoda, elektrodlar orasidagi masofa 1 sm bo'lsa, u taxminan 30 kV ni tashkil qiladi.

Elektr yoyi. Amaliy jihatdan aniq muhim ko'rinish o'z-o'zidan gaz chiqarish elektr yoyidir. Ikkita uglerod yoki metall elektrod aloqa nuqtasida aloqa qilganda, ko'p miqdorda yuqori kontakt qarshiligi tufayli issiqlik. Natijada, termion emissiya boshlanadi va elektrodlar ular orasidan uzoqlashtirilganda, yuqori ionlangan, yaxshi o'tkazuvchan gazdan yorqin nurli yoy paydo bo'ladi. Kichik yoyda ham oqim kuchi bir necha amperga, katta yoyda esa - taxminan 50 V kuchlanishda bir necha yuz amperga etadi. Elektr yoyi texnologiyada kuchli yorug'lik manbai sifatida, elektr pechlarida va elektr payvandlash uchun keng qo'llaniladi. . taxminan 0,5 V kuchlanishli zaif kechiktiruvchi maydon. Bu maydon sekin elektronlarning anodga etib borishini oldini oladi. Elektronlar elektr toki bilan isitiladigan katod K tomonidan chiqariladi.

Shaklda. 105 anod zanjiridagi tok kuchining ushbu tajribalarda olingan tezlashtiruvchi kuchlanishga bog'liqligini ko'rsatadi.Bu bog'liqlik 4,9 V ga karrali kuchlanishlarda maksimal bo'lgan monoton bo'lmagan xarakterga ega.

Atom energiyasi sathlarining diskretligi. Oqimning kuchlanishga bog'liqligini faqat simob atomlarida diskret statsionar holatlar mavjudligi bilan izohlash mumkin. Agar atomning diskret statsionar holatlari bo'lmasa, ya'ni uning ichki energiya har qanday qiymatni olishi mumkin edi, keyin har qanday elektron energiyasida atomning ichki energiyasining ortishi bilan birga bo'lgan noelastik to'qnashuvlar sodir bo'lishi mumkin. Agar diskret holatlar mavjud bo'lsa, elektronlarning atomlar bilan to'qnashuvi faqat elastik bo'lishi mumkin, chunki elektronlarning energiyasi atomni asosiy holatdan eng past qo'zg'aluvchan holatga o'tkazish uchun etarli emas.

Elastik to'qnashuvlar paytida elektronlarning kinetik energiyasi deyarli o'zgarmaydi, chunki elektronning massasi simob atomining massasidan ancha kichikdir. Bunday sharoitda anodga yetib boradigan elektronlar soni kuchlanish ortishi bilan monoton ravishda ortadi. Tezlashtiruvchi kuchlanish 4,9 V ga yetganda, elektronlarning atomlar bilan to'qnashuvi elastik bo'ladi. Atomlarning ichki energiyasi keskin ortadi va elektron to'qnashuv natijasida deyarli barcha kinetik energiyasini yo'qotadi.

Kechiktiruvchi maydon ham sekin elektronlarning anodga etib borishiga imkon bermaydi va oqim keskin kamayadi. U faqat elektronlarning bir qismi noelastik to'qnashuvlarsiz to'rga yetib borishi sababli yo'qolmaydi. Oqim kuchining ikkinchi va keyingi maksimallari olinadi, chunki 4,9 V ga karrali kuchlanishlarda elektronlar tarmoqqa ketayotganda simob atomlari bilan bir nechta noelastik to'qnashuvlarni boshdan kechirishi mumkin.

Demak, elektron noelastik to'qnashuv uchun zarur bo'lgan energiyani 4,9 V potentsiallar farqidan o'tgandan keyingina oladi. Bu simob atomlarining ichki energiyasi eV dan kam miqdorga o'zgarmasligini bildiradi, bu esa simobning energiya spektrining diskretligini isbotlaydi. atom. Ushbu xulosaning to'g'riligi, shuningdek, 4,9 V kuchlanishda razryad porlashni boshlaganligi bilan ham tasdiqlanadi: o'z-o'zidan paydo bo'lganda hayajonlangan atomlar.

asosiy holatga o'tish chastotasi formula bo'yicha hisoblanganga to'g'ri keladigan ko'rinadigan yorug'lik chiqaradi.

Frank va Gertsning klassik tajribalarida elektron ta'sir qilish usuli nafaqat qo'zg'alish potentsiallarini, balki bir qator atomlarning ionlanish potentsiallarini ham aniqladi.

Quruq havo yaxshi izolyator ekanligini ko'rsatadigan elektrostatik tajribaga misol keltiring.

Texnikada havoning izolyatsion xususiyatlari qayerda qo'llaniladi?

O'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz oqimi nima? U qanday sharoitlarda ishlaydi?

Nima uchun rekombinatsiya tufayli konsentratsiyaning pasayish tezligi elektronlar va ionlar konsentratsiyasining kvadratiga proporsional ekanligini tushuntiring. Nima uchun bu konsentratsiyalarni bir xil deb hisoblash mumkin?

Nima uchun (3) formula bilan ifodalangan konsentratsiyani kamaytirish qonuni eksponensial parchalanuvchi jarayonlar uchun keng qo'llaniladigan xarakterli vaqt tushunchasini kiritish mantiqiy emas, garchi ikkala holatda ham jarayonlar, umuman olganda, cheksiz uzoq davom etadi. vaqt?

Nima uchun elektronlar va ionlar uchun formulalar (4)dagi harakatchanlik ta'riflarida qarama-qarshi belgilar tanlangan deb o'ylaysiz?

O'z-o'zidan barqaror bo'lmagan gaz razryaddagi oqim kuchi qanday kuchlanishga bog'liq? Nima uchun Ohm qonunidan to'yinganlik oqimiga o'tish kuchlanish kuchayishi bilan sodir bo'ladi?

Gazdagi elektr toki ham elektronlar, ham ionlar tomonidan amalga oshiriladi. Biroq, elektrodlarning har biriga faqat bitta belgining zaryadlari keladi. Bu ketma-ket zanjirning barcha bo'limlarida oqim kuchi bir xil ekanligiga qanday mos keladi?

Nima uchun to'qnashuvlar tufayli razryadda gazning ionlanishida musbat ionlar emas, balki elektronlar eng katta rol o'ynaydi?

Ta'riflang xususiyatlari har xil turlari mustaqil gaz chiqarish.

Nima uchun Frank va Gerts tajribalari natijalari atomlarning energiya darajalarining diskretligidan dalolat beradi?

Ta'riflang jismoniy jarayonlar tezlashtiruvchi kuchlanishning ortishi bilan Frank va Gerts tajribalarida gaz chiqarish trubkasida sodir bo'ladi.

Mavzular Kodifikatordan foydalaning : gazlardagi erkin elektr zaryadlarining tashuvchilari.

Oddiy sharoitlarda gazlar elektr neytral atomlar yoki molekulalardan iborat; Gazlarda bepul to'lovlar deyarli yo'q. Shuning uchun gazlar dielektriklar- ular orqali elektr toki o'tmaydi.

Biz "deyarli yo'q" dedik, chunki aslida gazlarda va, xususan, havoda har doim ma'lum miqdorda erkin zaryadlangan zarrachalar mavjud. Ular er qobig'ini tashkil etuvchi radioaktiv moddalar nurlanishining ionlashtiruvchi ta'siri natijasida paydo bo'ladi, ultrabinafsha va rentgen nurlari Quyosh, shuningdek, kosmik nurlar - Yer atmosferasiga yuqori energiyali zarralar oqimi kosmik fazo. Keyinchalik biz bu haqiqatga qaytamiz va uning ahamiyatini muhokama qilamiz, ammo hozircha biz oddiy sharoitlarda "tabiiy" bepul zaryadlardan kelib chiqadigan gazlarning o'tkazuvchanligi ahamiyatsiz va e'tiborsiz bo'lishi mumkinligini ta'kidlaymiz.

Elektr zanjirlaridagi kalitlarning harakati havo bo'shlig'ining izolyatsion xususiyatlariga asoslanadi (1-rasm). Misol uchun, yorug'lik kalitidagi kichik havo bo'shlig'i xonangizdagi elektr zanjirini ochish uchun etarli.

Guruch. 1 kalit

Biroq, gaz bo'shlig'ida elektr toki paydo bo'ladigan sharoitlarni yaratish mumkin. Keling, quyidagi tajribani ko'rib chiqaylik.

Biz havo kondensatorining plitalarini zaryad qilamiz va ularni sezgir galvanometrga ulaymiz (2-rasm, chap). Da xona harorati va unchalik nam bo'lmagan havoda galvanometr sezilarli oqim ko'rsatmaydi: bizning havo bo'shlig'imiz, biz aytganimizdek, elektr o'tkazuvchisi emas.

Guruch. 2. Havoda oqimning paydo bo'lishi

Endi kondensatorning plitalari orasidagi bo'shliqqa o'choq yoki shamning alangasini keltiramiz (2-rasm, o'ngda). Joriy paydo bo'ladi! Nega?

Gazda bepul to'lov

Kondenser plitalari o'rtasida elektr tokining paydo bo'lishi havoda olov ta'sirida paydo bo'lganligini anglatadi. bepul to'lovlar. Aynan qanday?

Tajriba shuni ko'rsatadiki, gazlardagi elektr toki zaryadlangan zarrachalarning tartibli harakatidir. uch tur. Bu elektronlar, ijobiy ionlar va manfiy ionlar.

Keling, bu zaryadlar gazda qanday paydo bo'lishini ko'rib chiqaylik.

Gaz haroratining oshishi bilan uning zarralari - molekulalari yoki atomlarining termal tebranishlari kuchayadi. Zarrachalarning bir-biriga ta'siri shunday kuchga etadiki ionlanish- neytral zarrachalarning elektron va musbat ionlarga parchalanishi (3-rasm).

Guruch. 3. Ionlanish

Ionlanish darajasi- parchalangan gaz zarralari sonining zarrachalarning umumiy boshlang'ich soniga nisbati. Misol uchun, agar ionlanish darajasi bo'lsa, bu asl gaz zarralari musbat ionlarga va elektronlarga parchalanganligini anglatadi.

Gazning ionlanish darajasi haroratga bog'liq va uning ortishi bilan keskin ortadi. Vodorod uchun, masalan, ionlanish darajasidan past haroratda dan oshmaydi va ionlanish darajasidan yuqori haroratda ga yaqin (ya'ni, vodorod deyarli to'liq ionlashgan (qisman yoki to'liq ionlangan gaz deyiladi). plazma)).

Yuqori haroratdan tashqari, gazning ionlanishiga olib keladigan boshqa omillar ham mavjud.

Biz ularni yuqorida aytib o'tgan edik: bular radioaktiv nurlanish, ultrabinafsha, rentgen va gamma nurlari, kosmik zarralar. Gazning ionlanishiga olib keladigan har qanday bunday omil deyiladi ionlashtiruvchi.

Shunday qilib, ionlanish o'z-o'zidan emas, balki ionlashtiruvchi ta'sirida sodir bo'ladi.

Shu bilan birga, teskari jarayon rekombinatsiya, ya'ni elektron va musbat ionning neytral zarrachaga qayta qo'shilishi (4-rasm).

Guruch. 4. Rekombinatsiya

Rekombinatsiyaning sababi oddiy: bu qarama-qarshi zaryadlangan elektronlar va ionlarning Kulon tortishishi. Elektr kuchlari ta'sirida bir-biriga shoshilib, ular uchrashadilar va neytral atom (yoki molekula - gaz turiga qarab) hosil qilish imkoniyatiga ega bo'ladilar.

Ionlashtiruvchi ta'sirning doimiy intensivligida dinamik muvozanat o'rnatiladi: vaqt birligida parchalanadigan zarrachalarning o'rtacha soni rekombinatsiya qiluvchi zarrachalarning o'rtacha soniga teng (boshqacha aytganda, ionlanish tezligi rekombinatsiya tezligiga teng). ionlashtiruvchi ta'sir kuchayadi (masalan, harorat ko'tariladi), keyin dinamik muvozanat ionlanish yo'nalishiga o'tadi va gazda zaryadlangan zarrachalar kontsentratsiyasi ortadi. Aksincha, agar siz ionizatorni o'chirsangiz, rekombinatsiya ustunlik qila boshlaydi va bo'sh zaryadlar asta-sekin butunlay yo'qoladi.

Demak, ionlanish natijasida gazda musbat ionlar va elektronlar paydo bo'ladi. Uchinchi turdagi zaryadlar - manfiy ionlar qayerdan kelib chiqadi? Juda oddiy: elektron neytral atomga uchib, unga qo'shilishi mumkin! Ushbu jarayon rasmda ko'rsatilgan. 5 .

Guruch. 5. Manfiy ionning paydo bo'lishi

Shu tarzda hosil bo'lgan manfiy ionlar musbat ionlar va elektronlar bilan birga oqim hosil qilishda ishtirok etadi.

O'z-o'zidan zaryadsizlanish

Agar tashqi elektr maydoni bo'lmasa, u holda erkin zaryadlar neytral gaz zarralari bilan birga xaotik termal harakatni amalga oshiradi. Ammo elektr maydoni qo'llanilganda, zaryadlangan zarralarning tartibli harakati boshlanadi - gazdagi elektr toki.

Guruch. 6. O'z-o'zidan ta'minlanmagan oqim

Shaklda. 6 ionizator ta'sirida gaz bo'shlig'ida paydo bo'ladigan zaryadlangan zarralarning uch turini ko'ramiz: musbat ionlar, manfiy ionlar va elektronlar. Gazdagi elektr toki zaryadlangan zarrachalarning yaqinlashib kelayotgan harakati natijasida hosil bo'ladi: musbat ionlar - manfiy elektrodga (katodga), elektronlar va manfiy ionlar - musbat elektrodga (anod).

Ijobiy anodga tushgan elektronlar kontaktlarning zanglashiga olib, oqim manbaining "plyus" qismiga yuboriladi. Salbiy ionlar anodga qo'shimcha elektron beradi va neytral zarrachalarga aylanib, gazga qaytadi; anodga berilgan elektron ham manbaning "ortiqcha" ga shoshiladi. Katodga keladigan musbat ionlar u yerdan elektron oladi; natijada katodda elektronlarning etishmasligi ularni manbaning "minus" dan u erga etkazib berish bilan darhol qoplanadi. Ushbu jarayonlar natijasida tashqi konturda elektronlarning tartibli harakati sodir bo'ladi. Bu galvanometr tomonidan qayd etilgan elektr tokidir.

Rasmda tasvirlangan jarayon. 6 deyiladi o'z-o'zidan bo'lmagan oqim gazda. Nega bog'liq? Shuning uchun, uni saqlab qolish uchun zarur doimiy harakat ionlashtiruvchi. Keling, ionizatorni olib tashlaymiz - va oqim to'xtaydi, chunki gaz bo'shlig'ida bepul zaryadlarning paydo bo'lishini ta'minlaydigan mexanizm yo'qoladi. Anod va katod orasidagi bo'shliq yana izolyatorga aylanadi.

Gaz chiqarishning volt-amper xarakteristikasi

Gaz bo'shlig'i orqali oqim kuchining anod va katod o'rtasidagi kuchlanishga bog'liqligi (deb ataladi). gaz chiqarishning joriy kuchlanish xarakteristikasi) rasmda ko'rsatilgan. 7.

Guruch. 7. Gaz razryadning volt-amper xarakteristikasi

Nol kuchlanishda oqim kuchi, albatta, nolga teng: zaryadlangan zarralar faqat termal harakatni amalga oshiradi, elektrodlar o'rtasida tartibli harakat yo'q.

Kichik kuchlanish bilan oqim kuchi ham kichik. Gap shundaki, barcha zaryadlangan zarralar elektrodlarga etib borishga mo'ljallanmagan: musbat ionlar va elektronlarning bir qismi bir-birini topib, harakat jarayonida qayta birlashadi.

Kuchlanish oshgani sayin, erkin zaryadlar tobora ko'proq tezlikni rivojlantiradi va musbat ion va elektronning uchrashishi va qayta birlashishi ehtimoli shunchalik kam bo'ladi. Shuning uchun zaryadlangan zarrachalarning ortib borayotgan qismi elektrodlarga etib boradi va oqim kuchi ortadi (bo'lim ).

Muayyan kuchlanish qiymatida (nuqta) zaryad tezligi shunchalik yuqori bo'ladiki, rekombinatsiya umuman sodir bo'lmaydi. Shundan buyon; hozirdan boshlab hammasi ionlashtiruvchi ta'sirida hosil bo'lgan zaryadlangan zarralar elektrodlarga etib boradi va oqim to'yinganlikka etadi- Ya'ni, kuchlanish kuchayishi bilan oqim kuchi o'zgarishni to'xtatadi. Bu ma'lum bir nuqtaga qadar davom etadi.

o'z-o'zidan tushirish

Nuqtadan o'tgandan so'ng, kuchlanish kuchayishi bilan oqim kuchi keskin ortadi - boshlanadi mustaqil tushirish. Endi biz nima ekanligini aniqlaymiz.

Zaryadlangan gaz zarralari to'qnashuvdan to'qnashuvga o'tadi; to'qnashuvlar orasidagi intervallarda ular elektr maydoni tomonidan tezlashadi, ularning kinetik energiyasini oshiradi. Va endi, kuchlanish etarlicha kattalashganda (o'sha nuqta), erkin yo'l davomida elektronlar shunday energiyaga etadilarki, ular neytral atomlar bilan to'qnashganda ularni ionlashtiradilar! (Momentum va energiyaning saqlanish qonunlaridan foydalangan holda, bu atomlarni ionlashning maksimal qobiliyatiga ega bo'lgan elektr maydoni tomonidan tezlashtirilgan elektronlar (ionlar emas) ekanligini ko'rsatish mumkin.)

Deb atalmish elektron ta'sir ionlashuvi. Ionlashgan atomlardan ishdan chiqqan elektronlar ham elektr maydoni ta'sirida tezlashadi va yangi atomlar bilan to'qnashadi, ularni hozir ionlashtiradi va yangi elektronlar hosil qiladi. Yangi paydo bo'lgan elektron ko'chkisi natijasida ionlangan atomlar soni tez o'sib boradi, buning natijasida oqim kuchi ham tez o'sib boradi.

Bepul to'lovlar soni shunchalik ko'payadiki, tashqi ionizatorga ehtiyoj yo'qoladi. Uni oddiygina olib tashlash mumkin. Erkin zaryadlangan zarralar endi natijasida hosil bo'ladi ichki gazda sodir bo'ladigan jarayonlar - shuning uchun tushirish mustaqil deb ataladi.

Agar gaz bo'shlig'i yuqori kuchlanish ostida bo'lsa, u holda o'z-o'zidan tushirish uchun ionizator kerak emas. Gazda faqat bitta erkin elektronni topish kifoya va yuqorida tavsiflangan elektron ko'chkisi boshlanadi. Va har doim kamida bitta erkin elektron bo'ladi!

Yana bir bor eslatib o'tamizki, gazda, hatto oddiy sharoitlarda ham, er qobig'ining ionlashtiruvchi radioaktiv nurlanishi, Quyoshning yuqori chastotali nurlanishi va kosmik nurlar tufayli ma'lum bir "tabiiy" bepul zaryadlar mavjud. Ko'rdikki, past kuchlanishlarda bu erkin zaryadlardan kelib chiqadigan gazning o'tkazuvchanligi ahamiyatsiz, ammo hozir - yuqori kuchlanishda - ular yangi zarrachalarning ko'chkisini keltirib chiqaradi, bu esa mustaqil razryadni keltirib chiqaradi. Bu ular aytganidek bo'ladi sindirish gaz bo'shlig'i.

Quruq havoni parchalash uchun zarur bo'lgan maydon kuchi taxminan kV / sm ni tashkil qiladi. Boshqacha qilib aytganda, bir santimetr havo bilan ajratilgan elektrodlar orasiga uchqun sakrashi uchun ularga kilovolt kuchlanish qo'llanilishi kerak. Bir necha kilometr havoni yorib o'tish uchun qanday kuchlanish kerakligini tasavvur qiling! Ammo momaqaldiroq paytida aynan shunday buzilishlar sodir bo'ladi - bular sizga yaxshi ma'lum.

Bu qisqacha xulosa.

To'liq versiya ustida ishlash davom etmoqda

Leksiya2 1

Gazlardagi oqim

1. Umumiy qoidalar

Ta'rifi: Gazlarda elektr tokining o'tish hodisasi deyiladi gaz chiqarish.

Gazlarning xatti-harakati uning parametrlariga, masalan, harorat va bosimga bog'liq va bu parametrlar juda oson o'zgaradi. Shuning uchun gazlardagi elektr tokining oqimi metallarga yoki vakuumga qaraganda ancha murakkab.

Gazlar Ohm qonuniga bo'ysunmaydi.

2. Ionlanish va rekombinatsiya

Oddiy sharoitlarda gaz deyarli neytral molekulalardan iborat, shuning uchun u elektr tokini juda yomon o'tkazuvchidir. Biroq, tashqi ta'sirlar ostida, elektron atomdan chiqib ketishi mumkin va musbat zaryadlangan ion paydo bo'ladi. Bundan tashqari, elektron neytral atomga qo'shilib, manfiy zaryadlangan ion hosil qilishi mumkin. Shunday qilib, ionlangan gazni olish mumkin, ya'ni. plazma.

Tashqi ta'sirlar orasida isitish, energetik fotonlar bilan nurlanish, boshqa zarralar tomonidan bombardimon qilish va kuchli maydonlar, ya'ni. elementar emissiya uchun zarur bo'lgan bir xil sharoitlar.

Atomdagi elektron potentsial quduqda bo'lib, u erdan qochish uchun atomga qo'shimcha energiya berish kerak, bu ionlanish energiyasi deb ataladi.

Modda	Ionlanish energiyasi, eV
vodorod atomi	13,59
Vodorod molekulasi	15,43
Geliy	24,58
kislorod atomi	13,614
kislorod molekulasi	12,06

Ionlanish hodisasi bilan bir qatorda rekombinatsiya hodisasi ham kuzatiladi, ya'ni. elektron va musbat ionning birlashishi neytral atom hosil qiladi. Bu jarayon ionlanish energiyasiga teng energiya chiqishi bilan sodir bo'ladi. Bu energiya radiatsiya yoki isitish uchun ishlatilishi mumkin. Gazning mahalliy isishi bosimning mahalliy o'zgarishiga olib keladi. Bu o'z navbatida olib keladi tovush to'lqinlari. Shunday qilib, gazning chiqishi yorug'lik, issiqlik va shovqin effektlari bilan birga keladi.

3. Gaz razryadning CVC.

Dastlabki bosqichlarda tashqi ionizatorning ta'siri zarur.

BAW qismida oqim tashqi ionizator ta'sirida mavjud bo'lib, barcha ionlangan zarralar joriy avlodda ishtirok etganda tezda to'yinganlikka erishadi. Agar siz tashqi ionizatorni olib tashlasangiz, oqim to'xtaydi.

Bu turdagi razryadlar o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan gaz razryadlari deb ataladi. Gazdagi kuchlanishni oshirishga harakat qilganingizda, elektronlarning ko'chkisi paydo bo'ladi va oqim amalda doimiy kuchlanishda kuchayadi, bu ateşleme kuchlanishi (BC) deb ataladi.

Shu paytdan boshlab oqim mustaqil bo'ladi va tashqi ionizatorga ehtiyoj qolmaydi. Ionlarning soni shunchalik katta bo'lishi mumkinki, elektrodlararo bo'shliqning qarshiligi pasayadi va shunga mos ravishda kuchlanish (SD) pasayadi.

Keyin, elektrodlararo bo'shliqda oqim o'tish hududi torayib, qarshilik kuchayadi va natijada kuchlanish (DE) ortadi.

Voltajni oshirishga harakat qilganingizda, gaz to'liq ionlanadi. Qarshilik va kuchlanish nolga tushadi va oqim ko'p marta ko'tariladi. Bu yoy zaryadsizlanishi bo'lib chiqdi (EF).

CVC gazning Ohm qonuniga umuman bo'ysunmasligini ko'rsatadi.

4. Gazdagi jarayonlar

mumkin bo'lgan jarayonlar elektron ko'chkilarning shakllanishiga olib keladi tasvir ustida.

Bular Taunsendning sifat nazariyasining elementlari.

5. Yorqin oqim.

Past bosim va past kuchlanishlarda bu tushirish kuzatilishi mumkin.

K - 1 (qorong'u Aston maydoni).

1 - 2 (nurli katod plyonkasi).

2 - 3 (qorong'u Crookes maydoni).

3 - 4 (birinchi katod porlashi).

4-5 (qorong'u Faraday fazosi)

5 - 6 (musbat anod ustuni).

6 - 7 (anodik qorong'u bo'shliq).

7 - A (anod porlashi).

Agar anod harakatlanuvchi qilib qo'yilgan bo'lsa, u holda musbat ustunning uzunligi amalda K-5 hududining o'lchamini o'zgartirmasdan sozlanishi mumkin.