|
|
|
При обычных условиях - низких температурах и
отсутствии внешнего облучения - газы состоят из нейтральных атомов или молекул.
В них нет свободных электрических зарядов, упорядоченное перемещение которых и
порождает электрический ток. Поэтому газы являются хорошими изоляторами. Это
подтверждает и следующий опыт.
Возьмём электрометр с
присоединёнными к нему металлическими дисками и зарядим его. При комнатной
температуре электрометр заметно не разряжается. Следовательно, электрическая
проводимость воздуха при комнатной температуре мала и его можно считать
диэлектриком.
Однако при некоторых условиях можно
получить электрический ток и в газах. Нагреем воздух горящей свечкой. Заметим,
что стрелка электрометра быстро приближается к нулю, значит, электрометр
разряжается. Следовательно, нагретый газ является проводником и в нём
устанавливается электрический ток. Процесс протекания электрического тока через
газ называют газовым разрядом.
Увеличение проводимости воздуха можно вызвать и иными
способами, например действиями излучений: ультрафиолетового, рентгеновского,
радиоактивного и др.
Вследствие нагревания или
воздействия излучения часть атомов ионизуется - распадается на положительно
заряженные ионы и электроны.
Ионизация газов при
нагревании объясняется тем, что по мере нагревания молекулы движутся быстрее.
При этом некоторые молекулы начинают двигаться так быстро, что часть из них при
столкновениях распадается, превращаясь в ионы. Чем выше температура тем больше
образуется ионов.
Пусть ионизованный газ находится в
электрическом поле, у которого высокое напряжение. В таком поле электроны газа
разгоняются до больших скоростей и приобретают достаточную кинетическую энергию,
чтобы при соударении с нейтральным атомом или молекулой выбить из них вторичный
электрон. Тот, в свою очередь, ионизует соседний атом и т. д. Этот процесс
приобретает лавинообразный характер и называется ударной
ионизацией.
За счет ударной ионизации число свободных
электронов и ионов резко возрастает. Такой ионизованный газ называется плазмой.
В плазме возникает электрический ток.
Такова природа
тока в неоновых трубках, в лампах дневного света и т. п.
Газовым разрядом является электрическая искра. Если поместить разрядные шарики электрофорной машины на расстояний 3-4 см друг от друга и быстро вращать диски, то между шариками проскакивает искра, похожая на маленькую молнию. Такую же искру можно получить между разрядными шариками высоковольтного выпрямителя.
