Голуба Микити

Повідомлення

на тему:

“Іскровий та дуговий розряди в газах”

Учня 9-Г класу

Голуба Микити

Газовий розряд — явище протікання електричного струму в газах.

Газ складається із нейтральних атомів і молекул, тому для забезпечення електропровідності необхідне виникнення носіїв заряду - іонізація. Джерелом іонізації може бути зовнішнє опромінення високоенергетичними фотонами - ультрафіолетовими, рентгенівськими чи гамма-променями. Іонізація може виникнути також у сильному електричному полі, або ж за рахунок зіткнень із прискореними носіями заряду (ударна іонізація). Додатковим джерелом носіїв заряду може бути поверхнева іонізація, наприклад термоелектронна емісія з катоду.

При малих зовнішніх електричних полях провідність газів зумовлена зовнішніми джерелами іонізації. Розряд, який виникає в таких умовах, називають несамостійним розрядом.

Розряди, які виникають у сильних електричних полях за рахунок іонізації, що виникає при протіканні струму, називаються самостійними газовими розрядами.

Розрізняють такі типи самостійних газових розрядів:

· Тліючий розряд

· Дуговий розряд

· Іскровий розряд

· Коронний розряд

Дугови́й розря́д — вид самостійного газового розряду, який виникає за високої температури між електродами, розведених на невелику відстань і супроводжується яскравим світінням у формі дуги.

Для дугового розряду характерні: велика густина струму і напруга між електродами порядку кількох десятків вольт. Він є результатом інтенсивного викидання термоелектронів розжареним катодом. Електрони прискорюються електричним полем і спричинюють ударну іонізаціюмолекул газу, тому електричний опір газового проміжку між електродами невеликий. При збільшенні сили струму дугового розряду провідністьгазового проміжку настільки сильно збільшується, що напруга між електродами дуги спадає (спадна вольт-амперна характеристика). Температура катода (при атмосферному тиску) досягає 3 000 °C. Бомбардування електронами анода створює в ньому заглиблення — кратер дуги з температурою близько 4 000 °C (при тиску 760 мм рт. ст.). Температура газу в каналі електричної дуги 5 000-6 000°С. Якщо дуговий розряд проходить при порівняно низькій температурі катода (наприклад, ртутна дугова лампа), то основну роль грає холодна емісія електронів із катода.

Дуговий розряд використовується при зварюванні й різанні матеріалів, в електричних печах, дугових лампах тощо.

Дуговий розряд відкрив у 1802 році російський вчений Петров Василь Володимирович. Тому його часто називають також дугою Петрова.

Іскровий розряд має вигляд яскравих зигзагоподібних розгалужених ниток — каналів іонізованого газу, які пронизують розрядний проміжок і зникають, замінюючись новими. Супроводжується виділенням великої кількості теплоти і яскравим свіченням газу. Явища, які характеризують даний розряд, викликаються електронними та іонними лавинами, що виникають в іскрових каналах, де тиски збільшуються до сотень атмосфер, а температурапідвищується до 10 000°С. Прикладом іскрового розряду є блискавка.

Іскровий розряд (іскра електрична) — нестаціонарна форма електричного розряду, що відбувається в газах. Такий розряд виникає зазвичай при тиску порядку атмосферного і супроводжується характерним звуковим ефектом — «тріском» іскри. Температура в головному каналі іскрового розряду може досягати 10 000 К. У природі іскрові розряди часто виникають у вигляді блискавок. Відстань, яку «пробиває» іскра в повітрі, залежить від напруги. Вважається, що блискавка виникає при напруженості електричного поля 10 кВ на 1 сантиметр.

Іскровий розряд зазвичай відбувається, якщо потужність джерела енергії недостатня для підтримання стаціонарного дугового розряду або тліючого розряду. У цьому випадку одночасно з різким зростанням розрядного струму напруга на розрядному проміжку протягом дуже короткого часу (від кількох мікросекунд до декількох сотень мікросекунд) падає нижче напруги згасання іскрового розряду, що призводить до припинення розряду. Потім різниця потенціалів між електродами знову зростає, досягає напруги запалювання і процес повторюється. В інших випадках, коли потужність джерела енергії досить велика, також спостерігається вся сукупність явищ, характерних для цього розряду, але вони є лише перехідним процесом, що призводить до встановлення розряду іншого типу — найчастіше дугового.

Джерела: http://uk.wikipedia.org