Газовий розряд – це фізичний процес, у якому газове середовище стає провідним для електричного струму під впливом прикладеної напруги. При газовому розряді відбувається іонізація газу, тобто утворення вільних заряджених частинок – електронів та іонів.
Самостійний та не самостійний газовий розряд
- Несамостійним газовим розрядом називають електропровідність газів яка викликана зовнішніми іонізаторами.
При підвищенні напруги росте кількість заряджених частинок, які досягають електрода і виростає сила струму до значення І=Ін, при якому всі заряджені частинки, які виникають в об’ємі газу в одиницю часу, досягають електродів. При цьому U=Uн.
Максимальна сила струму Ін можлива при даній інтенсивності іонізації називається струмом насичення:
Ін=еN0 – максимальне число пар одновалентних іонів, що виникли в об’ємі газу за 1 секунду. Крутий ріст струму на ділянці АВ зв’язано з виникненням ударної іонізації.
- Самостійний газовий розряд – це розряд який продовжується після того, як закінчується дія зовнішнього іонізатора називається самостійним газовим розрядом. Він підтримується за рахунок іонів і електронів що виникли в результаті ударної іонізації.
Несамостійний газовий розряд переходить в самостійний при напрузі Uз (Рис. 1.) між електродами яка називається напругою запалювання. Процес цього переходу називається електричним пробоєм газу. В залежності від тику газу і прикладеної напруги до електродів розрізняють декілька типів самостійного розряду в газах.
Типи самостійних газових розрядів
Основні типи газових розрядів включають:
- Дуговий розряд: Це одна з найпоширеніших форм газового розряду, яка виникає між двома електродами в газовому середовищі при високій напрузі. Дуговий розряд характеризується наявністю гарячої плями або дуги між електродами, яка випромінює яскраве світло і значну кількість тепла.
- Тліючий розряд: Це розряд, що відбувається при низькому тиску газу або вакуумі. Він характеризується стабільною світловою емісією внаслідок іонізації атомів і молекул газу. Тліючий розряд часто спостерігається в газорозрядних лампах та плазмових пристроях.
- Іскровий розряд: Це викид або спалах електричного струму між двома провідниками або електродами, який супроводжується іскрами та світловою емісією. Цей тип розряду виникає при високому напрузі та низькому опорі між електродами.
- Корональний розряд: Це розряд, що відбувається навколо провідних об’єктів, таких як провідники або гострі краї, під впливом електричного поля. Корональний розряд проявляється у вигляді слабкої світлової емісії навколо провідників.
Газові розряди мають широке спектр застосувань, включаючи освітлення (лампи розжарювання, люмінесцентні лампи, світлодіоди), лазери, технології плазми, наукові дослідження та інші промислові та наукові галузі.