Класс!ная физика



Электрический ток в газах. Плазма

В обычных условиях газ - это диэлектрик, т.е. он состоит из нейтральных атомов и молекул и не содержит свободных носителей эл.тока.
Воздух является диэлектриком в линиях электропередач, в воздушных конденсаторах, в контактных выключателях.

Проводимость газов

При нагревании газа или действии на него ионизаторов (рентгеновских, радиоактивных или ультрафиолетовых лучей) газ ионизируется и становится электропроводным.
В газе в результате столкновений на высоких скоростях появляются свободные заряженные частицы: ионы и электроны.

Ионизированный газ обладает электронно-ионной проводимостью.
Воздух является проводником при возникновении молнии, электрической искры, при возникновении сварочной дуги.

Если ионизированный газ находится в электрическом поле, то в газе возникает упорядоченное движение заряженных частиц, и при достижении напряжения пробоя в газе происходит электрический газовый разряд.

Газовый разряд - это электрический ток в ионизированных газах. Носителями зарядов являются положительные ионы и электроны.

Газ перестает быть проводником, если ионизация газа прекращается. Электроны и положительные ионы в газе, встречаясь, могут образовать нейтральные атомы.

Явление воссоединения противоположно заряженных частиц в газе называется рекомбинацией заряженных частиц.

Существует самостоятельный и несамостоятельный газовый разряд.

Несамостоятельный газовый разряд - возникает при действии на газ внешнего ионизатора, когда электрический ток разряда достигает насыщения, здесь электропроводность газа вызвана лишь действием ионизатора. Если действие ионизатора прекратить , то прекратится и разряд.

Самостоятельный газовый разряд - возникает при увеличении разности потенциалов между электродами до напряжения пробоя, тогда газовый разряд продолжается и после прекращения действия внешнего ионизатора за счет ионов и электронов, возникающих в результате ударной ионизации, возникает электронная лавина.

Несамостоятельный газовый разряд может переходить в самостоятельный газовый разряд при Ua = Uпробоя.
Электрический пробой газа - процесс перехода несамостоятельного газового разряда в самостоятельный.

Самостоятельный газовый разряд бывает 4-х типов:

1. Тлеющий разряд - возникает при низких давлениях (до нескольких мм рт.ст.).
Тлеющий разряд при пониженном давлении можно наблюдать в рекламных газосветных трубках, лампах дневного света, газовых лазерах.

С понижением давления в газах возрастает длина свободного пробега электронов и ионов. При достаточно низком давлении возникает электрический разряд. При разряде газ в трубке светится, оставаясь холодным.
При небольшом разряжении воздуха в трубке между электродами появляется разряд в виде светящейся змейки. Если газ разрядить сильнее, то начинает светиться трубка. Цвет зависит от газа, наполняющего трубку. При этом часть разрядного пространства заполняется плазмой.

2. Искровой разряд - возникает при нормальном давлении и высокой напряженности электрического поля (около 3х106 В/м). Искровой разряд быстро гаснет и вспыхивает вновь. Примером такого разряда является молния. Длительность разряда молнии очень ммала (10-6 с), но сила тока и напряжение огромны (5х105 А, 109 В).

3. Коронный разряд - возникает при нормальном атмосферном давлении в неоднородных электрических полях, внешне напоминает корону, можно увидеть на острых выступающих частях, например мачтах кораблей, в электрофильтрах, при утечке энергии.

4. Дуговой разряд - возникает при низком напряжении между электродами ( около 50 В), ток разряда очень сильный, а температура достигает 4000оС.

Применение электрической дуги: первоначально - свеча Яблочкова, дуговая электросварка, мощные прожекторы, проекционная киноаппаратура.


Плазма

Плазма - это четвертое агрегатное состояние вещества с высокой степенью ионизации за счет столкновения молекул на большой скорости при высокой температуре.

Плазма встречается:
ионосфера - слабо ионизированная плазма,
Солнце - полностью ионизированная плазма;
пламя - ионизированный газ, состоит из нейтральных атомов, положительных ионов и электронов; является как бы смесьью трех газов: атоного, ионного и электронного;
искусственная плазма - в газоразрядных лампах.

Плазма бывает:

Низкотемпературная - при температурах меньше 100 000К (пример - пламя);
высокотемпературная - при температурах больше 100 000К (пример - Солнце).

Основные свойства плазмы:

- высокая электропроводность
- сильное взаимодействие с внешними электрическими и магнитными полями.

При температуре

любое вещество находится в состоянии плазмы.

Интересно:
Плазма - это основное состояние вещества во Вселенной.
Радиационные пояса Земли представляют собой плазму.
.




Электрический ток в различных средах - Класс!ная физика

Электронная проводимость металлов. Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость -- Электрический ток в полупроводниках. Р-n переход. Полупроводниковые приборы -- Электрический ток в вакууме. Вакуумный диод. Электронно-лучевая трубка -- Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза -- Электрический ток в газах -- Контрольные вопросы к зачету по теме: Электрический ток в различных средах



Устали? - Отдыхаем!

Вверх