Різні типи самостійного розряду

Існує кілька типів самостійного разового розряду:

  • тліючий розряд
  • коронний розряд
  • іскровий розряд
  • дуговий розряд.

Розглянемо наступну установку для дослідження самостійного розряду.

Установка являє собою скляну трубку, запаяну з обох кінців. Довжина трубки приблизно півметра. На кінцях трубки катод і анод. Також, крім усього іншого, до трубки приєднаний патрубок для відкачування повітря.

Електроди трубки приєднують до джерела постійного струму з дуже високою напругою, майже кілька тисяч вольт.
У звичайних умовах струму в трубці не буде. Напруги в декілька тисяч вольт буде недостатньо, щоб пробити газовий проміжок довжиною близько півметра.

Тепер почнемо відкачувати повітря з трубки, тим самим розряджаючи його. Тиск усередині трубки буде зменшуватися. На рівні 100 мм рт. ст. між катодом і анодом з’явиться розряд у вигляді змійки, що світиться. Чим сильніше ми будемо зменшувати тиск, тим ширше і яскравіше буде ставати змійка.

Дійшовши до позначки в 1-2 мм. рт. ст. буде виникати тліючий розряд. У тліючому розряді можна виділити 4 області:

а – катодний темний простір;

б – тліючий перетин;

в – фарадєєво темний простір;

г – позитивний стовп розряду.

Тліючий розряд

Видно, що поблизу катода в області “в” відбувається різке падіння катодного потенціалу. Це є найбільш характерною ознакою для тліючого розряду.

Тліючий розряд застосовується в різних трубках, виготовлених для реклами. Залежно від наповнювача, вони будуть світитися різними кольорами. А найбільш важливою областю застосування тліючого розряду є газові лазери.

Коронний розряд

Коронний розряд виникає в газі при атмосферному тиску. При цьому газ повинен знаходитися в неоднорідному полі. За формою він часто нагадує корону. З’являється поблизу остріїв різних предметів, дротів ліній високої напруги.

Чим більше буде кривизна провідника, тим вище буде щільність заряду. На вістрі буде спостерігатися максимальна щільність заряду.

При збільшенні напруги коронний заряд може прийняти вигляд кисті, що світиться, в таких випадках його ще називають кистьовим розрядом.

У техніці доводиться часто враховувати це явище, якщо йде мова про високу напругу. Якщо будуть виступаючі частини або тонкі дроти, то може початися коронний розряд. Тому при проектуванні високовольтних ліній слід використовувати товсті дроти, і чим більше напруга, тим товщі дроти.

Іскровий розряд

Іскровий розряд з’являється при атмосферному тиску внаслідок пробою шару повітря між електродами, при подачі на них дуже високої напруги.

При іскровому розряді в газі виникають стримери. Стримери – це канали іонізованого газу, що мають вигляд переривчастих зигзагоподібних яскравих ниток. При цьому спостерігається світіння газу і виділення великої кількості теплоти. Газ починає розширюватися, і розширюючись, газ буде випромінювати звукові хвилі.

Після пробою газу, напруга на електродах різко падає. Яскравим прикладом іскрового розряду є блискавка і супроводжуючий її грім. У разі блискавки електродами виступають або хмари, або хмара і Земля.

Іскровий розряд також як і інші види самостійного газового розряду використовується в техніці. Наприклад, для запалювання пального в двигунах внутрішнього згоряння або для електроіськрової обробки металів.

Дуговий розряд

Виникає в повітрі при атмосферному тиску і невисоких напругах. Має форму дуги, за що і отримав свою назву. Електрична дуга вперше отримана російським ученим В.В. Петровим.

Основною причиною іонізації газу в цьому випадку є термоелектронна емісія. Широке застосування знайшов дуговий розряд в техніці. Він використовується для зварювання металу, а також в електропечах – для плавки металів.

Посилання на основну публікацію