Коронный разряд: основные характеристики и свойства
Согласно общему представлению о природе электрического тока, газ в обычном своем состоянии является отличным изолятором, так как в этом пространстве очень мало положительно или отрицательно заряженных частиц. Однако если резко повысить общее напряжение данного пространства, заполненного газом, то количество ионов и электронов в нем заметно возрастет, что приведет к образованию тока и появлению свечения.
Вышеописанное представляет собой процесс, когда несамостоятельный заряд, то есть тот, в котором ток возникает только под влиянием внешних сил, превращается в самостоятельный.
Самостоятельный разряд характеризуется тем, что положительно заряженные ионы или отрицательно заряженные электроны возникают в нем в результате процессов, которые происходят в самом пространстве разряда, то есть количество заряженных частиц в нем не уменьшается, даже если убрать внешний источник напряжения.
В зависимости от механизма перехода несамостоятельного разряда в самостоятельный, выделяют следующие виды разрядов:
- Коронный разряд. Это один из самых интересных видов разрядов, который образуется в том случае, когда давление газа очень велико, а поле, в котором он находится, чрезвычайно неоднородно. Чтобы такая неоднородность образовалась, поверхность одного электрода должна быть очень большой, а поверхность другого – крайне маленькой. Коронный разряд может возникнуть как при положительном напряжении на электроде, так и при отрицательном. Если увеличить напряжение, то, согласно закону Ома, возрастет и сила тока, что приведет к тому, что он резко увеличится в своих размерах. Коронный разряд можно увидеть и в естественных условиях, когда электрическая корона образуется на макушках мачт или деревьев.
2. Тлеющий разряд. Чтобы получить такой разряд, необходимо пустить через электроды ток в несколько сот ампер, а затем постепенно выкачивать из цилиндра воздух. В этом случае давление воздуха постепенно уменьшается, и в разреженном пространстве происходит пробой газа, что выражается в тусклом свечении в виде шнурка. Если продолжить откачивать воздух, то это свечение займет все пространство цилиндра. Тлеющий разряд мы можем видеть в газоразрядных трубках, а также в энергосберегающих лампах. - Искровой разряд. Вид разряда, который представляет собой внезапное, скачкообразное превращение газа из диэлектрика в проводник. Происходит это в тех случаях, когда между электродами возникает достаточный потенциал, чтобы произошел пробой газа. Он сопровождается яркой вспышкой, которая может нанести вред здоровью человека.
- Дуговой разряд. Именно такой разряд образуется между угольными электродами, применяемыми при сварных работах. Температура, образующаяся в так называемом «кратере дуги», достигает 4000 градусов по Цельсию. Для получения дугового разряда необходимо постоянное нагревание катода до определенной температуры. Когда эта температура достигнет критического уровня, начнется термоэлектронная эмиссия, вследствие чего возникнет электрическая дуга.
И коронный разряд, и дуговой, и тлеющий чрезвычайно опасны для человека, поэтому те, чья работа связана с этими процессами, должны соблюдать все правила техники безопасности.