носителями заряда в вакууме являются электроны, ионы, иные заряженные элементарные частицы. если вакуум высокий, в случаях, когда длина свободного пробега частицы много больше рассматриваемого размера, то есть число кнудсена много больше 1 заряженные частицы — носители заряда можно считать невзаимодействующими и они движутся при отсутствии электрического поля прямолинейно и равномерно до соударения со стенкой сосуда. при наложении электрического поля заряженные частицы начинают двигаться ускоренно под действием электрической силы. частным случаем зарядов в вакууме является сильно разрежённая плазма — электрически нейтральная смесь носителей заряда с разными .
электрические шары, внутри которых от центрального ядра ток по «воздуху» перемещается к стенкам.данный шар называется плазменным, и, соответственно, протекает электрический ток в плазме.
плазма – четвертое состояние вещества
переменный ток от плазменного шара заставляет светиться люминесцентную лампу . плазма представляет собой ионизированный газ, который образуется из заряженных ионов и электронов и из нейтральных атомов.
одной из главных особенностей плазмы является ее квазинейтральность, то есть положительные и отрицательные частицы, из которых она состоит, находятся в одинаковом объеме.
плазмой может стать любой газ, если составляющие его атомы потеряли электроны по какой-либо из причин.
по сути, газ и плазма не отличаются друг от друга, и это состояние считается естественным вообще для любого вещества. давайте вспомним, что любое твердое вещество при нагревании начинает плавиться, становясь жидким. если еще увеличить температуру, то начинается процесс испарения, превращения в газ.
в случае молекулярных газов, таких как азот или водород, молекулы газа начинают распадаться на отдельные атомы при дальнейшем возрастании температуры. этот процесс называется диссоциацией.
продолжаем нагрев – газ начинает ионизироваться, то есть появляются свободные электроны и ионы. именно эти заряженные частицы имеют способность проводить электрический ток. отсюда можно вывести первое определение плазмы, как проводящего ток газа.
нагревание – не единственный способ получить плазму. также состояние плазмы у газов могут вызывать: космические лучи, ультрафиолетовое и радиоактивное излучение, проходящий пучок быстрых электронов и прочее.
в плазменном телевизоре нет нагрева до экстремальных температур.
однако не всегда это утверждение верно, особенно в случае протекания по плазме электрического тока. именно поэтому плазму вынесли, как четвертое состояние вещества.
данное состояние вещества, естественно, встречается в природе. в частности, ионосфера нашей планеты является слабоионизированной плазмой, а наше солнце – плазма ионизированная полностью. искусственную плазму в быту можно встретить в самых обычных газоразрядных лампах.
плазма бывает двух типов:
низкотемпературная – температуры ниже 1к;
высокотемпературная – температуры выше 1к.
если в сосуд, заполненный плазмой, поместить два электрода, то в случае наличия между ними электрического поля, ток потечет через плазму – отрицательные ионы двигаются к положительно заряженному электроду, и наоборот. при этом процесс сопровождается различными оптическими и тепловыми явлениями. данное явление называется газовым разрядом.
несамостоятельный разряд – если явление происходит только при постоянном внешнем воздействии, вызывающем ионизацию газа. как только внешнее воздействие прекращается, ионы и электроны при столкновении снова превращаются в нейтральные молекулы вещества.
самостоятельный разряд – продолжает гореть даже после прекращения действия внешнего ионизатора. отличие от предыдущего состоит в том, что тут будет значительно выше сила тока, что происходит при увеличении напряжения между .
начиная с некоторой величины напряжения, сила тока расти перестает и становится равной силе насыщения iн. говорит это о том, что все заряженные частицы, которые появляются за некоторую единицу времени, оказываются вовлеченными в газовый разряд, простыми словами расти току больше некуда.
момент перехода от несамостоятельного к самостоятельному разряду сопровождается резким возрастанием силы тока – он называется электрическим пробоем газа. процесс разряда в газе сложный и по законам, им , и по составу носителей тока.
виды самостоятельных разрядов:
тлеющий
тлеющий разряд – этот тип разряда возникает при разряженном газе внутри сосуда, то есть его давление ниже, чем атмосферное, и при сниженной температуре катода.
дуговой разряд
следующий тип называется дуговым. происходит он между двумя , например, угольными, которые на короткое время соприкоснулись, после чего были разведены в сторону. похож он на яркий шнур. процесс сопровождается мощным выбросом ультрафиолетового излучения.
искровой разряд
искровой разряд возникает при высоких напряжениях и атмосферном давлении. самым ярким примером является обычная молния. при этом разряд не горит долго, а появляется лишь на короткое время.
Популярные вопросы