Несамостоятельная проводимость воздуха. Экспериментальная установка. Решение уравнения для стационарных токов в двух предельных случаях. Развитие разряда в резко-неоднородных полях, страница 6

    Опишем качественно вольт-амперную характеристику разряда в промежутке, связав ее с приложенным напряжением и величиной сопротивления внешней цепи, изображенной на рис. 1.

Рис. 1: Типовая электрическая схема разряда постоянного тока.

Рис.2 : Обобщенная вольт-амперная характеристика электрического разряда постоянного тока.

Если при некотором постоянном сопротивлении внешней цепи R  будем поднимать напряжение на источнике то поскольку в газе всегда имеются электроны и ионы, возникающие за счет ионизации космическим излучением и других процессов, по мере роста напряжения ток во внешней цепи будет расти за счет их дрейфа к электродам. Это показано на рис. 8 как линейный участок вольтамперной характеристики, соответствующий фоновой ионизации (участок AB). В нормальных условиях в воздухе ежесекундно образуется от 2 до 10 пар заряженных частиц, которые и определяют фоновый уровень электропроводности газа. 

    При дальнейшем повышении напряжения поле в промежутке растет, и собирает все заряды на электроды, что обозначено на вольтамперной характеристике, как режим насыщения (участок BC).

     Если имеется внешний источник ионизирующий газ (или вызывающий эмиссию электронов с катода), то прямая BC сместится вправо.

 Режим насыщения используют в ионизационных камерах для измерения мощности источника ионизирующего излучения. Эти два режима несамостоятельного разряда характеризуются отсутствием газового усиления и малыми токами. Токи режима насыщения обычно не превышают 1 нано ампера и для измерения таких токов необходимы весьма чувствительные приборы. Это режим обычно называют темным или несамостоятельным разрядом.

          Формы самостоятельного тока в газообразном диэлектрике.

Самостоятельный разряд в газе может иметь разные формы в зависимости от давления, внешнего сопротивления, мощности источника напряжения, конструкции электродов и других фак­торов. Однако природа процессов вызывающих газоразрядные процессы едина.

На вольтамперной характеристике эти формы обозначены соответствующими областями.

Коронный разряд возникает при атмосферном или повышен­ном давлении, когда поле в разрядном промежутке неоднородно вследствие малого радиуса кривизны хотя бы одного из элек­тродов. Вблизи таких электродов (коронирующих), где напря­женность электрического поля максимальна, появляется свече­ние газа. Вне этой области свечение не наблюдается. Ток в ко­ронном разряде ограничен сопротивлением внешней области разряда, где ионизация отсутствует, а лишь перемещаются ионы и электроны, попавшие из коронирующей области.

Тлеющий разряд наблюдается обычно при низких давлениях (несколько десятков мм рт. ст.). Он характеризуется свечением газа по всей ширине разрядной трубки (положительный столб разряда) и катодным падением потенциала (несколько сот вольт) в области, прилегающей к катоду.

Дуговой разряд обладает большой плотностью тока и на­пряжением между электродами в несколько десятков вольт. Для этого случая характерна интенсивная эмиссия электронов из катода (термоэлектронная либо автоэлектронная). Электроны ускоряются электрическим полем и производят ударную иони­зацию. Дуговой разряд имеет S-образную вольтамперную ха­рактеристику: увеличение силы тока приводит к уменьшению напряжения между электродами. Температура газа в канале дуги достигает 5000 ¸6000 °С.