Формы самостоятельного разряда в газе

При низком давлении (P 0.01 атм.) концентрация молекул газа мала. Соответственно и концентрация заряженных частиц в газе не может достичь больших величин, как результат ионизационных процессов.

Из выше сказанного следует, что ток через промежуток очень мал. Эксперименты и расчеты показывают, что плотность тока не превышает 5-10 мА/см . В этих условиях возникает специфическая форма самостоятельного разряда – тлеющий разряд, который занимает все междуэлектродное пространство.

При малой мощности источника напряжения или при кратковременном приложении напряжения (импульсы), вне зависимости от давлении и любом электрическом поле (однородное/неоднородное) ток разряда также не может достичь достаточно больших значений. Возникает форма самостоятельного разряда в виде искры, которая также занимает все междуэлектродное пространство.

При большой мощности источника напряжения начальная форма самостоятельного разряда – искра переходит в другую форму самостоятельного разряда – электричекую дугу. Ток дуги лежит в диапазоне от десятков ампер до десятков килоампер. Электрическая дуга занимает все междуэлектродное пространство.

Прежде чем перейти к последней форме самостоятельного разряда в газе необходимо отметить еще одну характеристику электрического поля, как неоднородность. Неоднородность поля принято оценивать при помощи коэффициента неоднородности, который чаще всего вычисляют по выражению:

= , (1.1)

где максимальная напряженность электрического поля междуэлектродного пространства;

минимальная напряженность электрического поля междуэлектродного пространства.

В зависимости от численного значения сложилась следующая классификация электрических полей:

1< 1.3 слабонеоднородное поле;

1.3 < 4 неоднородное поле;

4 сильнонеоднородное (резконеоднородное) поле.

При любой степени неоднородности электрического поля возникает особая форма самостоятельного разряда, которая не сопровождается полным пробоем газового промежутка. Ионизационные процессы в этом случае идут в узкой зоне, вблизи электродов, где напряженность поля максимальна. Такая форма самостоятельного разряда получила название – коронный разряд.