Электрический ток в газах. Типы самостоятельного разряда. Плазма

Электрический ток в газах
1. Газы в обычных условиях—диэлектрики. Воздух исполь­зуют в технике как изолятор: а) в линиях электропередач; б) между обкладками воздушных конденсаторов; в) в контактах выключателей.  
2. При определенных условиях газы — проводники: молния, электрическая искра, дуга при сварке. Процесс протекания тока через газ называетсягазовым разрядом. Свободные заряды (ионы обоих знаков и электроны) возникают в газах только в процессе ионизации.  
Ионизация газовИонизацию вызывают:
  1. Высокая температура.
  2. Ультрафиолетовые лучи.
  3. Рентгеновские лучи, γ- лучи и т. п.
Ионизация осуществляется при условии: еЕλ > W ионизации, где λ — длина свободного пробега заряженных частиц.
Рекомбинация.Вследствие рекомбинации для поддержания длительного тока необходима постоянная ионизация.
Несамостоятельный и самостоятельный разряды
  1. Несамостоятельный разряд происходит под действием внешнего ионизатора.
  2. Самостоятельный разряд - разряд, происходящий без действия внешнего ионизатора (электронным ударом). Напряжение, при котором возникает самостоятельный разряд, наз. напряжением пробоя (потенциал ионизации).
График: ОА — только часть заряженных час­тиц доходит до электродов, частьрекомбинирует; АВ—ток почти не увеличивается (ток насыщения); ВС — самостоятельный разряд.
Типы самостоятельного разряда. Техническое применение
1. Тлеющий разряд. Применяется в газосветных трубках, неоновых лампах, циф­ровых индикаторах, лампах дневного света, ртутных лампах низкого давления.
  1. Несветящаяся часть, прилегающая к катоду, наз. темным катодным пространством,
  2. Светящийся столб газа, заполняющий остальную часть, наз. анодным положительным столбом.
При определенных давлениях анодный столб распадается на отдельные слои, разделенные темными промежутками (страты). Причиной ионизации газа в тлеющем разряде является ударная ионизация и выбивание электронов из катода положительными ионами.
2. Дуговой разряд. Применяется в ртутных лампах высокого давления, источниках света, при сварке металлов, в электроплавильных печах, при электролизе расплавов, в электропечах.
3. Коронный разряд Высокая напряженность. Используют в электрофиль­трах для очистки газов от при­месей твердых частиц. Применяется в счетчиках заряженных частиц Гейгера-Мюллера. Громоотвод. Отрица­тельное явление: вызывает утеч­ку энергии на высоковольтных линиях.
4. Искровой разряд Высокое напряжение. Применяется при обработке металлов. Молния: U=108 В,I=105 А, продолжительность 10-6 с, диаметр канала 10 - 20 см.
Плазма Частично или полностью ионизованный газ назы­вается плазмой. Наиболее распространенное состояние вещества в природе:
  1. Низкотемпературная плазма: Т<105 К.
  2. Высокотемпературная плазма: Т>105 К.
Можно наблюдать: пламя костра, рекламные газовые трубки, медицинские кварцевые лампы. Большое значение: получение термоядерной реакции. 		 

Домашнее задание:

1. Ф.Я.Божинова, Н.М.Кирюхин, Е.А.Кирюхина. Физика, 9 класс, «Ранок», Харьков, 2009. § 21 (с.116-117) повторить, § 22 (с.120-124) читать.

2. Ответить на вопросы (устно) 1-8 с.124.