Виды и свойства электрических разрядов в газах
Электрические разряды в газе делятся на две группы: несамостоятельные разряды и самостоятельные разряды. Несамостоятельным разрядом называется электрический разряд, требующий для своего поддержания образования в разрядном промежутке заряженных частиц под действием внешних факторов внешнего воздействия на газ или электроды, увеличивающего концентрацию заряженных частиц в объеме. Самостоятельным разрядом называется электрический разряд, существующий под действием приложенного к электродам напряжения и не требующий для своего поддержания образования заряженных частиц за счет действия других внешних факторов. Если разрядную трубку с двумя плоскими холодными электродами наполнить газом и включить в электрическую цепь, содержащую источник э. Еа и балластный резистор R рис. Приведенная на рис.
Известно, что в обычном состоянии газовый промежуток является хорошим изолятором очень мало заряженных частиц , так что при небольших приложенных к электродам напряжениях ток в цепи практически отсутствует. Повышение приложенного напряжения выше определенного значения потенциала ионизации атомов газа — паров ртути приводит к резкому возрастанию тока и появлению свечения. То есть происходит ионизация атомов, возникают свободные носители заряда и, как следствие, возникает ток между электродами, побочным эффектом которого может быть свечение разряда. Этот процесс называется зажиганием самостоятельного разряда, а напряжение на лампе — напряжением зажигания.
_2024-80(Текст в рамке)_1.jpg)
Несамостоятельный разряд был впервые экспериментально исследован Столетовым при изучении фотоэффекта. Для выяснения механизма разряда рассмотрим процессы, происходящие между двумя плоскими электродами, находящимися в газовой среде на расстоянии друг от друга, к которым приложена разность потенциалов. Допустим, что: 1 напряжённость поля в пространстве между электродами постоянна и равна ; 2 напряжённость поля достаточно велика, чтобы обеспечить направленное движение электронов и ионов и 3 из катода под действием внешних факторов в единицу времени выходит электронов. Двигаясь в электрическом поле, электроны приобретают энергию, превышающую пороговую энергию ионизации нейтральных частиц газа и ионизуют их, что приводит к образованию «вторичных» электронов и развитию электронной лавины рис. Число электронов, образованных в единицу времени на отрезке , будет равно , где - первый коэффициент Таунсенда коэффициент объемной ионизации , численно равный числу электронов, образованных одним электроном на пути в 1 см.
