Самостійний розряд

Після проходження точки І сила струму при збільшенні напруги різко зростає – починається самостійний розряд. Зараз ми розберемося, що це таке.
Заряджені частинки газу рухаються від зіткнення до зіткнення; в проміжках між зіткненнями вони розганяються електричним полем, збільшуючи свою кінетичну енергію. І ось, коли напруга стає досить великим (та сама точка B), електрони за час вільного пробігу досягають таких енергій, що при зіткненні з нейтральними атомами іонізіруют31 їх!
Починається так звана іонізація електронним ударом. Електрони, вибиті з іонізованих атомів, також розганяються електричним полем і налітають на нові атоми, іонізуючи тепер уже їх і породжуючи нові електрони. У результаті виникає електронної лавини число іонізованих атомів стрімко збільшується, внаслідок чого швидко зростає і сила струму.
Кількість вільних зарядів стає таким великим, що необхідність в зовнішньому іонізаторі відпадає. Його можна попросту прибрати. Вільні заряджені частинки тепер породжуються в результаті внутрішніх процесів, що відбуваються в газі – ось чому розряд називається самостійним.
Якщо газовий проміжок знаходиться під високою напругою, то для самостійного розряду не потрібен ніякий іонізатор. Досить в газі виявитися лише одному вільному електрону, і почнеться описана вище електронна лавина. А хоча б один вільний електрон завжди знайдеться!
Згадаємо ще раз, що в газі навіть при звичайних умовах є деяке «природне» кількість вільних зарядів, обумовлене іонізуючим радіоактивним випромінюванням земної кори, високочастотним випромінюванням Сонця, космічними променями. Ми бачили, що при малих напругах провідність газу, викликана цими вільними зарядами, мізерно мала; але тепер – при високій напрузі – вони-то і породять лавину нових частинок, давши початок самостійного розряду. Відбудеться, як кажуть, пробій газового проміжку.
Напруженість поля, необхідна для пробою сухого повітря, дорівнює приблизно 30кВ / см. Іншими словами, щоб між електродами, розділеними сантиметром повітря, проскочила іскра, на них потрібно подати напругу 30 кіловольт. Уявіть же, яка напруга необхідно для пробою декількох кілометрів повітря! А адже саме такі пробої відбуваються під час грози – це прекрасно відомі вам блискавки.

Посилання на основну публікацію