Для школьников.
Газы при нормальных условиях в основном состоят из нейтральных молекул.
Если, например, газ (воздух), находящийся между пластинами конденсатора, нагревать, то будет наблюдаться ионизация воздуха.
Процесс ионизации газа обычно состоит в отрыве от атома электрона. Оторвавшийся электрон часто прилипает к нейтральному атому или молекуле, заряжая их отрицательно.
В присутствие электрического поля ионы двигаются к противоположно заряженным электродам, и в цепи возникает ток.
При небольших напряжениях между электродами, лишь часть ионов достигает электродов, остальные рекомбинируют.
Число ионов резко (лавинообразно) растёт, наступает пробой газа (или газовый разряд).
Газовый разряд - это и есть прохождение тока через газы.
Характер газового разряда зависит от многих факторов: от химической природы газа; от температуры и давления газа; от формы и взаимного расположения электродов; от напряжения, приложенного к электродам, и так далее.
Поэтому газовые разряды принимают разнообразные формы: искровой разряд, коронный разряд, дуговой, тлеющий разряды (см. Занятие 60).
Опыты показывают, что при напряжённости электростатического поля около 3 МВ/м (или 30 кВ/см) между электродами проскакивает электрическая искра (наблюдается искровой разряд или искровой пробой воздуха).
Напряжение, при котором происходит искровой разряд называется напряжением пробоя.
При этом напряжении воздух (газ) скачком теряет свои диэлектрические свойства, становясь проводником.
Между электродами проходит электрический ток (возникает ионная лавина). Почему она возникает? Объясняется это следующим.
При большом напряжении между электродами (напряжении пробоя) электроны и ионы получают такие энергии, что способны при ударе ионизовать нейтральные молекулы газа.
Происходит ударная ионизация, в результате которой количество электронов и ионов очень быстро (как ионная лавина) растёт - между электродами образуется кратковременный импульс тока большой силы - газ становится хорошим проводником.
В последней задаче допущена ошибка:
пробой воздуха происходит при напряжённости электрического поля 3*10^ 6 В/м.
Поверхностная плотность заряда шарика равна 2,6* 10^ -5 Кл/м2.
Прочтите ещё статью "Искровой разряд. Электрическая природа молнии".
К.В. Рулёва, к. ф.-м. н., доцент. Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Пишите комментарии. Спасибо.
Предыдущая запись: Занятие 60. Электрический ток в газах.
Следующая запись:Занятие 61. Электрический ток в вакууме.
Ссылки на занятия до электростатики даны в Занятии 1.
Ссылки на занятия (статьи), начиная с электростатики, даны в конце Занятия 45.
Ссылки на занятия (статьи), начиная с теплового действия тока, даны в конце Занятия 58.