Электрический ток в газах

1. Электрический ток в газах

2.

Электролитический ток в газах:
При обычных условиях все газы являются диэлектриками,
то есть не проводят электрического тока.
Изолирующее свойство газов
объясняется отсутствием в
них свободных электрических
зарядов: атомы и молекулы
газов в естественном
состоянии нейтральны.
Условия увеличения проводимости газа:
-нагревание до высокой температуры;
-действие ультрафиолетового излучения;
- действие рентгеновского излучения;
- действие радиоактивного излучения.
При выполнении одного из этих условий происходит газовый разряд
Газовый разряд – это эл. ток, проходящий через газ.

3.

При действии излучения частицы газа ионизируются.
Ионизация – распад нейтральных молекул на
положительные ионы и электроны.
При увеличении температуры скорость частиц газа
растёт, они распадаются.
+
+-
Чем выше температура, тем больше ионов.
Проводимость в газах похожа на проводимость в жидкостях.
Рекомбинация – процесс соединения электронов и
ионов в нейтральные молекулы после
прекращения действия ионизатора.
Газ снова становится диэлектриком (не проводит эл. ток)
+
-
+

4.

Электрический ток в газе - это направленное
движение положительных ионов и свободных
Самостоятельный разряд - это
электронов.
Несамостоятельный
разряд – это разряд,
протекающий под
действием ионизатора.
Ток насыщения – это
максимальная сила тока
при данных условиях, не
зависящая от напряжения
разряд происходящий без
внешнего ионизатора при
большом напряжении.
Ионизация электрическим
ударом – это резкое возрастание
ионизированных атомов за счёт
столкновения атомов с энергией,
превышающей работу ионизации
обычных атомов.
Самостоятельный разряд
I
несамостоятельный разряд
U

5.

Эмиссия электронов – испускание электронов
катодом.
причины эмиссии:
-удары положительных ионов (быстрых) о катод вызывают
испускание электронов;
-при нагревании до высоких температур испускаются
электроны.
Электронная эмиссия является условием существования
самостоятельного разряда в газе.
Чем выше напряжение, тем выше напряжённость
поля, а значит и кинетическая энергия.
Если работа эл. поля в газе выше кинетической энергии
электронов, то происходит ионизация.

6.

Виды самостоятельных разрядов:
Искровой -это разряд между электродами при
достаточно большой напряженности поля (около
3МВ/м) и недостаточно большой мощности
источника. (молния)
Дуговой - это термоэлектронная эмиссия,
начинающаяся при нагревании угольных стержней
из-за большого сопротивления. (сварка, прожектор,
проекционный аппарат, электропечь,
киноаппарат)
Коронный - газовый разряд вблизи заострённых
проводников при атмосферном давлении и большом
напряжении.
Приводит к потере э/э при передачи её на большие
расстояния.
Тлеющий - это разряд при низком давлении и
небольшом напряжении (лампы дневного света,
рекламные трубки).

7.

Задача:
Найти среднюю скорость направленного движения одновалентных
ионов в ионизационной камере, если их концентрация 10³см‾³, а
плотность тока насыщения 10‾¹²А/м².
Дано:
n = 10³см‾³
J = 10‾¹²А/м²
e = 1,6·10‾¹9Кл
Найти: v -?
Задачи для самостоятельного решения:
1. Сопротивление электрической дуги 0,2Ом, разность потенциалов между
углями 50В. Определить силу тока в дуге и количество теплоты
выделяющиеся в ней за 1 минуту.
2. Разность потенциалов между грозовой тучей и Землей 107В. Сила тока
молнии 400 КА, а ее длительность 9·10 -5с. Определить энергию заряда.
3. Потенциал ионизации атома ртути 10,4В. Какой наименьшей скоростью
должен обладать электрон, чтобы он мог ионизировать атом ртути при
ударе?

8.

Домашняя работа:
1. При каком расстоянии между пластинами площадью по 100
см2 установится ток насыщения 1·10-10А, если ионизатор
образует а 1см3 газа 12,5·106 пар ионов в 1с?
2. Специальные регуляторы сближают в дуговых лампах оба
угля, перемещая их с одинаковой скоростью. Объясните,
почему при питании электрической дуги постоянным током
положительный уголь берется толще отрицательного?
Нудно ли это делать при питании дуги переменным током?
Самостоятельная работа №20
Конспект:
1.Плазма.
2.Физическая сущность термоэлектронной эмиссии газа.
3.Физическое объяснение возникновения полярного сияния.