Электрический ток в газах.

Газы состоят из электрически нейтральных атомов и молекул и в обычных условиях не являются проводниками электрического тока в связи с отсутствием свободных зарядов. Однако если в газе создать определенное количество таких зарядов, то он станет электропроводящим. Процесс создания ионов в газе - ионизация. Процесс обратный ионизации называется рекомбинацией. Про­цесс рекомбинации развивается интенсивно после прекращения действия ионизатора.

Существует несколько способов ионизации: ионизация элек­тронным ударом (движущийся в газе со значительной кинетиче­ской энергией электрон при столкновении с нейтральным атомом выбивает из него один или несколько электронов), термоиониза­ция (под действием высокой температуры), фотоионизация (под действием электромагнитного излучения).

Газ при очень высоких температурах (T > 1000К), когда при высокой степени ионизации молекулы образуют положительные ионы и электроны, называется плазмой.

Ионизация газов характеризуется потенциалом ионизации, численно равным отношению работы, необходимой для отрыва от атома, молекулы или иона валентного электрона, к величине эле­ментарного заряда: .

Работа ионизации нейтрального атома или молекулы значи­тельно меньше работы ионизации иона.

Электрический ток в газах создается как направленным дви­жением ионов обоих знаков, так и свободных электронов, следо­вательно, плотность тока: , где е — элементарный электрический заряд.

Электрический ток в газах получил название газового разря­да. Различают самостоятельный (разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия ионизатора) и несамостоятельный (существующий только под действием внешних ионизаторов) газовый разряд. В свою очередь выделяют четыре типа самостоя­тельных газовых разрядов: тлеющий, искровой, коронный, дуговой.

Магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля.

Магнитное поле - силовое поле, действующее на движущие­ся (в системе, в которой рассматривается поле) электрические за­ряды (токи) и на тела, обладающие магнитным моментом. Вместе с электрическим полем образует единое электромагнитное поле. Магнитное поле в некоторой системе отсчета создается только движущимися относительно нее электрическими зарядами.

Магнитный момент замкнутого контура с током р_т представляет собой физическую векторную величину, числен­но равную произведению силы тока I в контуре и площади контура:P_m=IS ,где - единичный вектор, нормальный к площади контура, на­правление которого определяется правилом правого винта: на­правление вектора п совпадает с направлением поступательного движения острия винта, который ввинчивается по направлению электрического тока.

Индукция магнитного поля - физическая векторная вели­чина, модуль которой определяется из соотношения: , где М_max - максимальный механический момент, действующий на рамку с током в магнитном поле, р_т - магнитный момент рамки.

Механический момент, действующий на замкнутый прово­дящий контур с магнитным моментом р_т. находящийся в маг­нитном поле с индукцией определяется соотношением: .

Модуль механического момента равен , где - угол между векторами р_т и В.

Графически магнитное поле может быть отображено с помо­щью линий магнитной индукции - линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной ин­дукции В. Направление линий (и вектора В) задается правилом правого винта: шляпка винта, который ввинчивается по направ­лению электрического тока, вращается в направлении линий маг­нитной индукции.

Например, магнитное поле прямого тока представляет собой линии магнитной индукции в виде замкнутых концентрических окружностей.