3. Електричний струм у газах

 

  

\(1\) — металеві пластини;

\(2\) — повітряний проміжок;

\(3\) — потужне джерело струму;

\(4\) — гальванометр;

\(5\) — спиртівка.

Замкнувши коло, побачимо, що стрілка гальванометра не відхиляється
За звичайних умов повітря не проводить електричного струму (а).

Помістимо між металевими пластинами запалену спиртівку — стрілка гальванометра відхилиться.
У разі внесення в повітряний проміжок запаленої спиртівки повітря стає провідником (б).

 

Гази складаються з електрично нейтральних атомів і молекул і за звичайних умов майже не містять вільних носіїв струму (за звичайних умов повітря є ізолятором).
Полум’я спиртівки нагріває повітря, й кінетична енергія теплового руху атомів і молекул повітря збільшується настільки, що в разі їх зіткнення від молекули або атома може відірватися електрон і стати вільним. Втративши електрон, молекула (або атом) стає позитивним йоном.

 

 

Здійснюючи тепловий рух, електрон може зіткнутися з нейтральною частинкою і «прилипнути» до неї — утвориться негативний йон.

 

Якщо йонізований газ помістити в електричне поле, то внаслідок дії цього поля позитивні йони рухатимуться в напрямку силових ліній поля, а електрони та негативні йони — в протилежному напрямку.

 

Електричний струм у газах інакше називають газовим розрядом.
Йонізація газу може відбуватися під впливом різних зовнішніх впливів (сильне нагрівання газу, рентгенівське чи радіоактивне випромінювання), що називаються зовнішніми йонізаторами.
Існує \(2\) види газового розряду: несамостійний і самостійний.
Якщо електропровідність газу виникає під дією йонізаторів, а з видаленням останнього зникає, то це несамостійний розряд.

За певних умов газ може проводити електричний струм і після припинення дії йонізатора.

  

Вільний електрон, прискорений електричним полем, йонізує молекулу або атом і звільняє ще один електрон. Розігнавшись, два електрони звільняють ще два. До анода летять уже чотири електрони і т. д. Число вільних електронів збільшується лавиноподібно доти, доки вони не досягнуть анода.
Позитивні йони прямують до катода й вибивають з нього нові електрони (емісія).

Самостійний газовий розряд підтримується за рахунок ударної йонізації та за рахунок емісії електронів з поверхні катода.

Залежно від властивостей і стану газу, характеру й розміщення електродів, а також від прикладеної до електродів напруги виникають різні види самостійного розряду (іскровий, коронний, дуговий, тліючий).