Природа газового разряда
Электрические разряды в газах возникают под действием внешних факторов (электрических или магнитных полей, различного рода лучей, изменения температуры, освещенности и т. п.). Благодаря этим факторам в разрядном промежутке между катодом и анодом наряду с электронами образуются положительные и отрицательные ионы.
Движущиеся ионы сталкиваются с молекулами газа, образуются новые ионы. Процесс происходит лавинообразно до тех пор, пока не наступит равновесное состояние, при котором существует газовый разряд.
Различают самостоятельный и несамостоятельный электрические разряды в газах. Самостоятельный разряд продолжается и после прекращения действия внешнего ионизирующего фактора, несамостоятельный разряд в этом случае прекращается.
Подробно о том, каков механизм возникновения самостоятельного разряда смотрите здесь: Электронная эмиссия, ионизация воздуха и электрическая искра, а о том, что такое электрический пробой и электрическая прочность здесь: Виды и причины электрического пробоя
Газоразрядная натриевая лампа высокого давления - один из самых популярных источников уличного освещения
В зависимости от условий (температуры, давления, состава газа) различают несколько видов разрядов в газах:
-
тлеющий,
-
дуговой,
-
искровой,
-
высокочастотный.
Тлеющий разряд
Положительные ионы, образующиеся между электродами при ионизации газа, под действием приложенного к электродам напряжения приобретают большую скорость. Ударяясь о катод и выбивая из него электроны, они создают вторичную электронную эмиссию, которая и поддерживает разряд. Для тлеющего разряда характерен небольшой ток при большом напряжении между электродами.
Дуговой разряд
При дуговом разряде положительный объемный заряд в газе компенсируется отрицательным зарядом электронов. Между электродами создается так называемый дуговой столб в виде газового разряда. Благодаря компенсации положительных и отрицательных зарядов между электродами будет малое падение напряжения. Изучение дугового разряда, называемого также электрической дугой, для техники высоких напряжений представляет специальный интерес.
Искровой разряд
В баллоне с газом при большом давлении (от десятых долей атмосферы и выше) газовый разряд не может существовать долго. Напряжение зажигания к тому же значительно возрастает. При достижении этого напряжения появляется искра и происходит искровой разряд. Когда сопротивление цепи разряда мало, искровой разряд может перейти в дуговой.
Высокочастотный разряд
При быстром изменении полярности электрического поля ионы наряду с поступательным движением будут совершать и колебательные движения. Ионизация получается более интенсивной, и в разрядном пространстве появляется ток, хотя в этом случае катода нет. Такой разряд называется высокочастотным.
Электрическая корона: Коронные разряды или огни святого Эльма
Электрический разряд на ВЛ: Открытая дуга на линиях электропередачи
Пример использования искровых разрядов: Как работают свечи зажигания
Тлеющий разряд: Люминесцентная лампа, светящаяся под воздушной линией электропередачи
Декоративные газоразрядные лампы: Плазменные лампы Николы Тесла
Устройство для создания высоковольтных импульсных разрядов: Генератор Маркса и его использование
