Газдардаы жне плазмадаы электр тоы. Плазма туралы тсінік.

алыпты жадайда газдарда еркiн ток тасушылар (электрондар мен иондар) болмайды.

Газдарды атомдары мен молекулаларына электронны зiлiп кетуi газдарды иондалуы дейдi. Газдарда электр тогын тасушылар тек газдар иондаланда ана пайда болуы ммкiн. Электронны газ атомдарымен (молекуларымен) сотыысуынан болатын газды иондалуын электронды соыдан иондалу дейдi.

Газдарды иондалу сырты серленген (сырты ионизаторлардан): атты ыздырудан, р трлi сулеленуден пайда болуы ммкiн. Электрондарды атомнан блiнiп кетуiне ажет минимальдi энергияны иондау энергиясы дейдi. Газды иондалу шiн жлынып кететiн жне атомны (молекуланы) алан блiгiнi арасындаы серлесу кшiне арсы иондалу жмысын жасау ажет (A_И).

арама – арсы зарядттаан блшектердi айтадан бейтарап атом (молекула) рыуын рекомбинация дейдi. Сырты ионизаторлар траты болса, ионизациялану мен рекомбинациялану арасында динамикалы тепе – тедiк алыпасады. Бл жадайда жаадан рылан зарядтталан блшектердi саны бейтарап атома (молекулаа) бiрiккен парларды санына те болады.

Газдаы электр ток газ разряды деп аталады.

Сырты ионизаторлардан (атты ыздырудан, р трлi сулеленуден) пайда болатын газды электр ткiзгiштiгi туелдi газ разряды деп аталады.

Электр тогыны газдан сырты ионизаторлара туелсiз ту былысы, туелсiз газ разряды дейдi. Туелсiз разряд боланда газ атомдар мен молекуларды электрондарды соуынан болатын иондалуы газды иондалуыны негiзгi механизмi болады. Электронды соыдан иондалу электронны еркi жолыны зындыы боландаы кинетикалы энергиясы W_k электронны атомнан блiнiп кетуiне жмсаан жмысына A_и жеткiлiктi, яни : W_k A_и, немесе

eEA_и (7.9)

болан жадайда ммкiн болады. Мндаы Е-электрлiк рiстi кернеулiгi, - электронны еркi жолыны зындыы.

детте, атомдар мен молекулалардаы электрондар байласыны энергиясы (иондау энергиясы) электронвольтпен (эВ) рнектеледi. Бiр электронвольт электр рiсiнi элементар заряды бар электронды немесе баса блшектi рiстi кернеулiгi 1 Вольт болатын екi нктесiнi аралыындаы орын ауыстыруына жмсайтын жмыса те:

Мысалы сутегi атомыны иондау энергиясы 13,6 эВ те, ал оттегi молекуласыны иондау энергиясы 12 эВ те болады.

Егер ток кзiні уаты туелсiз разрядты за уаыта жаластыруа жетпеген жадайда шынды разряд деп аталатын туелсiз разрядтын трi пайда болады. Найзаай -шынды разрядты мысалы болады.

Температураны 5000°-тан жоарылатанда диссоциацияа тсіп, иондалмайтын заттар атары сиреп, 10000°-тан асанда ыдырамаан заттар алмайды. Осы кйді плазма дейді. Бл — затты тртінші кйі. Зат плазмалы кйде оларды аса уатты электрлік, магниттік ріске енгізгенде де болады. Сонымен заттарды плазмалы кйде болуы шін те жоары температура, аса кшті электрлік немесемагниттік ріс ажет екен. Жлдыздар мен планеталар, космосты денелерді брі де плазмалы кйде.

Плазма терминін ылым тіліне стіміздегі асырдын, 20-жылдары американды алым И. Ленгмюр енгізді, ол “жинаталан”, “жапсырылан” деген маынаны береді. Сонымен плазма дегеніміз — рамы те млшерде, дербес трінде о жне теріс зарядталан блшектен тратын заттын, тртінші кйі. Плазмадаы он, жне теріс зарядталан блшектер саны зара те боландытан, ол квазибейтарап. Егер о зарядталан атом ядросы не ионы жне теріс зарядталан электрондар аса сиретілген ортада, мысалы, ауасыз шыны ттікті ішінде зарядталган блшектер алпында ретсіз озалыста болса, бл да плазма. Демек, плазманы алу шін заттарды газды кйге айналдырып, сосын оны жоарыда айтыландай иондандырыш ортаа енгізу керек.

Плазманы екі трге бледі: изотермалы жне газразрядты. Изотермалы плазма жоары температура кезінде пайда болады немесе температура серінен заттар атомдары диссоциацияланып, о жне теріс зарядталан блшектерге айналады. Изотермалы плазма траты жне кп уаыт саталады. Ол космос кеістігінде кездесетін былыс. Жер атмосферасыны абаты да з алдына згешелігі бар плазма трі.

Газразрядты плазма электрлік разряд кезінде пайда болады. Оан йлердегі, кшелердегі трлі-тсті жазуларды крсетіп тран, ішінде электр жарыы бар шыны ттіктер мысал. Демек, газ- разрядты плазма, электр тогы (рісі) беріліп транда ана траты да, ол жо болса, плазма да жо.

Плазманы температурасы бірнеше ондаан мы градуса жетеді. Алайда плазманы райтын зарядталан блшектерді, біріншіден, ол аса сиретілген газ сияты, концентрациясы те аз, екіншіден, жылу зін оршаан ортаа таралып лгермейді. Плазма- ны келесі бір асиеті — оны электр ткізпштігі. Плазма температурасы жоарылаан сайын оны электр ткізгіштігі артады. Олай болса, плазма арылы бірнеше жз, мы, тіпті миллиондаан амперлік ток кші бар кернеуді тасымалдауа болады. Плазма арылы жіберілген ток плазмалы ткізгіш айналасында магнит рісін туызады да, осы ріс ішінде электрондар

мен иондар тобын жинатап, плазмалы бау жасайды. Бл да плазма ішіндегі жылуды ттік абырасына жеткізбейтіндіктен, ондай ттікті шамдар шамалы ана жылынады. Мндай плазмалы бауды электромагниттік рістегі кысылуы ондаы ток кшіне туелді, яни плазма арылы жіберілген ток кші кбейген сайын плазмалы бауды ысымы артады. Осы негізгі сипатты пайдаланып, плазманы температурасы мен ысымын бірнеше мыдаан рет еселей ктеруге болады. азіргі атомды электр станциялары мен термоядролы реакторлар жмысы плазманы осы асиетіне негізделген.