ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ГАЗОВ

При небольших напряженностях внешнего электрического поля газы практически считаются идеальными диэлектриками.

Ионизация газа, т.е. расщепление его нейтральных молекул на положительные и отрицательные ионы, которая происходит под действием внешних факторов, называется несамостоятельной или несобственной.

Внешними факторами могут быть: рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, космические излучения, а также сильный термический разогрев газа.

Электропроводность газа, обусловленная внешними ионизаторами, небольшая.

Если к газу приложить сильное электрическое поле с большой напряженностью, под действием кинетической энергии нейтральные молекулы будут интенсивно распадаться на положительные и отрицательные ионы, что приводит к появлению самостоятельной или собственной ионизации.

В любом газе невозможен бесконечный рост концентрации положительных и отрицательных ионов, что объясняется их частичным соединением в нейтральные молекулы, т.е. наблюдается процесс рекомбинации.

Рисунок 15 – Ампер-вольтная характеристика газа

U_н - напряжение насыщения;

U_и – напряжение ионизации;

U_пр – напряжение пробоя.

На первом участке ампер-вольтной характеристики газа до U_н выполняется закон Ома, т.е. зависимость линейна, что объясняется ионизацией нейтральных молекул газа на положительные и отрицательные ионы и их частичной рекомбинацией.

На втором участке при увеличении напряжения до значения U_и ток не изменяется, что обусловлено выносом разноименных ионов на электроды и уменьшением их концентрации в межэлектродном промежутке.

Участки I и II ампер-вольтной характеристики газа соответствуют несамостоятельной (несобственной) ионизации.

На третьем участке напряжение до значения U_пр увеличивается, что обусловлено фотонной и ударной ионизациями (появляется механизм самостоятельной (собственной) ионизации).

После пробоя газообразного диэлектрика (U U_пр) теоретически напряжение падает до нулевого значения, а ток бесконечно возрастает (режим короткого замыкания в газообразном диэлектрике).