Электричество (Огурцов А.Н. - Физика для студентов), страница 7

Автоэлектронная эмиссия – эмиссия электронов с поверхностиметаллов под действием сильного внешнего электрического поля.42. Газовые разряды.Под действием ионизатора (сильный нагрев, жёсткое излучение, потокичастиц) нейтральные молекулы (атомы) газа расщепляются на ионы исвободные электроны – происходит ионизация газа.Энергия ионизации – энергия, которую надо затратить, чтобы измолекулы (атома) выбить один электрон.Рекомбинацией–называетсяпроцессобратныйионизации:положительные и отрицательные ионы, положительные ионы и электроны,встречаясь, воссоединяются между собой с образованием нейтральных атомови молекул.Прохождениеэлектрическоготокачерезионизированный газ называется газовым разрядом.Разряд, существующий только под действиемвнешних ионизаторов, называется несамостоятельным газовым разрядом.Разряд в газе, сохраняющийся после прекращениядействия внешнего ионизатора, называется самостояельным газовым разрядом.Рассмотримцепь,содержащуюгазовыйпромежуток (см.

рисунок), подвергающийся непрерывному, постоянному по интенсивности воздействиюионизатора.В результате действия ионизатора газ приобретаетнекоторую электропроводность и в цепи потечет ток, зависимость которого отЭлектричество3–32приложенного напряжения (вольт-амперная характеристика) представленана следующем рисунке.На участке OA выполняется закон Ома.AB ) рост силы токаЗатем (участокзамедляется,азатем(участокBC )прекращается совсем.

В этом случае числоионов и электронов, создаваемых внешнимионизатором равно числу ионов и электроновдостигающих электродов (и нейтрализующихсяна электродах). Ток I нас , соответствующийучастку BC называется током насыщения иеговеличинаопределяетсямощностьюионизатора.При увеличении напряжения, первичные электроны (созданныеионизатором), ускоренные электрическим полем, в свою очередь начинаютударно ионизовать молекулы газа, образуя вторичные электроны и ионы.Общее количество электронов и ионов будет возрастать по мере приближенияэлектронов к аноду лавинообразно. Это является причиной увеличения тока научастке CD . Описанный процесс называется ударной ионизацией.И, наконец, при значительных напряжениях между электродами газовогопромежутка положительные ионы, ускоренные электрическим полем, такжеприобретают энергию, достаточную для ионизации молекул газа, что порождаетионные лавины.

Когда возникают кроме электронных лавин еще и ионные, силатока растет уже практически без увеличения напряжения (участок DE ).Лавинообразное размножение электронов и ионов приводит к тому, чторазряд становится самостоятельным, т.е. сохраняется после прекращениядействия внешнего ионизатора. Напряжение, при котором возникаетсамостоятельный газовый разряд называется напряжением пробоя.В зависимости от давления газа, конфигурации электродов, параметроввнешней цепи можно говорить о четырех типах самостоятельного разряда:1. Тлеющий разряд – возникает при низком давлении.2.

Искровой разряд – возникает при большой напряженности электрического поля в газе, находящимся под давлением порядкаатмосферного.3. Дуговой разряд – возникает: а) если после зажигания искровогоразряда от мощного источника постепенно уменьшать расстояниемежду электродами; б) минуя стадию искры, если электроды(например, угольные) сблизить до соприкосновения, а потом развести.4. Коронный разряд – возникает при высоком давлениив резконеоднородном поле вблизи электродов с большой кривизнойповерхности.Для возникновения самостоятельного газового разряда необходимо,чтобы концентрация и энергия вторичных ионов и электронов,образовавшихся под действием ионизатора, были достаточны для лавинногоразмножения носителей (число вторичных носителей должно превышатьчисло носителей, покидающих газовый разряд вследствие рекомбинации илинейтрализации на поверхностях, окружающих газовый разряд).А.Н.Огурцов. Физика для студентов.