97. Виды газовых разрядов и их применение

Га́зовыйразря́д — совокупность процессов, возникающих при протекании электрического тока через вещество, находящееся в газообразном состоянии.

Для осуществления газового разряда применяют как постоянные во времени, так и переменные электрические поля.

Применения газового разряда

Дуговой(применение: разряд для сварки и освещения.)-состоит из ионизированного, электрически квазинейтрального газа. Присутствие свободных электрических зарядов обеспечивает проводимость электрической дуги. Электрическая дуга между двумя электродами в воздухе при атмосферном давлении образуется следующим образом:

При увеличении напряжения между двумя электродами до определённого уровня в воздухе между электродами возникает электрический пробой. Напряжение электрического пробоя зависит от расстояния между электродами и пр. Зачастую, для инициирования пробоя при имеющемся напряжении электроды приближают друг к другу. Во время пробоя между электродами обычно возникает искровой разряд, импульсно замыкая электрическую цепь.

Сверхвысокочастотный разряд- (СВЧ разряд, микроволновый разряд) — электрический разряд в газах, создаваемый переменным электрическим полем с частотой 109 — 1011 Гц.

СВЧ разряд используется в плазмотронах, в плазмохимических реакторах.

Паразитный СВЧ разряд может возникать вокруг деталей мощных СВЧ приборов, в том числе в вакууме, развиваясь за счёт вторичной электронной эмиссии, и тем самым ограничивая мощность данных приборов.

Тлеющий разряд(применение :как источник света в люминесцентных лампах и плазменных экранах.) Формируется, как правило, при низком давлении газа и малом токе. При увеличении проходящего тока превращается в дуговой разряд.

В отличие от нестационарных (импульсных) электрических разрядов в газах, основные характеристики тлеющего разряда остаются относительно стабильными во времени.

Типичным примером тлеющего разряда, знакомым большинству людей, является свечение неоновой лампы.

Искровой разряд (применение : для зажигания рабочей смеси в двигателях внутреннего сгорания.) Такой разряд возникает обычно при давлениях порядка атмосферного и сопровождается характерным звуковым эффектом — «треском» искры. Температура в главном канале искрового разряда может достигать 10 000 К. В природе искровые разряды часто возникают в виде молний. Расстояние «пробиваемое» искрой в воздухе зависит от напряжения и считается равным 10 кВ на 1 сантиметр.

Искровой разряд представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвленных полосок — искровых каналов. Эти каналы заполнены плазмой, в состав которой в мощном искровом разряде входят не только ионы исходного газа, но и ионы вещества электродов, интенсивно испаряющегося под действием разряда.

Коронный разряд(применение :для очистки газов от пыли и других загрязнений, для диагностики состояния конструкций.) это характерная форма самостоятельного газового разряда, возникающего в резко неоднородных полях. Главной особенностью этого разряда является то, что ионизационные процессы электронами происходят не по всей длине промежутка, а только в небольшой его части вблизи электрода с малым радиусом кривизны (так называемого коронирующего электрода). Эта зона характеризуется значительно более высокими значениями напряженности поля по сравнению со средними значениями для всего промежутка.

Возникает при сравнительно высоких давлениях (порядка атмосферного) в сильно неоднородном электрическом поле. Подобные поля формируются у электродов с очень большой кривизной поверхности (острия, тонкие провода). Когда напряжённость поля достигает предельного значения для воздуха (около 30 кВ/см), вокруг электрода возникает свечение, имеющее вид оболочки или короны (отсюда название).