Виды электрического разряда в газах

Рассмотрим зависимость тока проходящий через газовый промежуток, от величины приложенного напряжения рис 1. в начале поморе увеличения напряжения ток в промежутке возрастает за счет, что большего количества зарядов попадает под действие электрического поля на электроды (участок ОА). На участке АВ ток практически не меняется, так как все образующиеся за счёт внешних ионизаторов заряды попадают на электроды. Величина тока насыщения I_з на участке определяется интенсивностью воздействия на промежуток ионизатора. При дальнейшем увеличении напряжения ток резко возрастает (участок ВС), что говорит об интенсивности развития ионизации газа под действием электрического поля.

I

Д

С

Uo

Is

А В

О

При напряжении Uо происходит резкое увеличение тока в промежутке, который при этом теряет свойства диэлектрика и превращается в проводник (участок СД)Явление, при котором между электродами газового промежутка возникает канал высокой проводимости, называют электрическим разрядом (пробоем газового промежутка).

Электрический разряд, соответствующий участку ОАВС вольтамперной характеристики (ВАХ), называют не самостоятельным, так как ток в газовом промежутке определяется интенсивностью воздействующего ионизатора. Разряд на участке СД называю самостоятельным, так как ток разряда зависит от параметров электрической системы (сопротивление и мощность источника питания) и для его подержания не требуется образование заряженных частиц за счет внешних ионизаторов. Напряжение Uо, при котором начинается самостоятельный разряд, называют начальным напряжением.

Формы самостоятельного разряда в зависимости от условий, в которых протекает разряд, могут быть различными.

При малых давлениях, когда из-за небольшого количества молекул газа в единице объёма промежуток не может приобрести большую проводимость, возникает тлеющий разряд. Плотность тока при тлеющем разряде не велика (10-15 А/м²) он охватывает всё пространство между электродами. Примером тлеющего разряда является разряд в лампах дневного света, неоновых лампах.

При давление газа близкого к атмосферному и выше, если мощность источника питания не велика или напряжение прикладываемое к промежутку на короткое время, имеет место искровой разряд. В этих условиях разряд развивается в виде узкого канала между электродами, концентрация ионов может достигать больших значений, но величина тока ограничена мощностью источника, и в результате канал разряда распадается, после чего может начаться формирование нового канала разряда. При переменном напряжение искровой разряд имеет вид ряда отдельных искр, последовательно возникающих между электродами.

В случае значительной мощности источника питания искровой разряд переходит в дуговой, при котором через промежуток может протекать ток, достигающий сотен и тысяч ампер. Такой ток способствует разогреву канала, увеличению его проводимости и дальнейшему росту тока. При кратковременном приложении напряжения искровой разряд в дуговой не переходит.

В резко неоднородных полях самостоятельный разряд начинается всегда в виде коронного разряда, который развивается только в той части газового промежутка, где напряженность поля наиболее высока (около острых краев электродов). При коронном разряде между электродами не возникает сквозного канала высокой проводимости, то есть промежуток сохраняет свои изолирующие свойства.

Наличие коронного является нежелательной в изоляционных конструкциях. При дальнейшем увеличение разряда разряд переходит в искровой или дуговой.