Виды самостоятельного разряда и их техническое использование
Различные типы самостоятельного разряда
Разработка урока с презентацией по физике на тему: "Электрический ток в газах"
Процессы, рассмотренные выше, играют важную роль в возникновении и поддерживании так называемого тлеющего разряда см. Эту форму газового разряда удобно наблюдать при пониженном давлении газа. Если к электродам, впаянным в стеклянную трубку длиной см, приложить постоянное напряжение в несколько сот вольт и затем постепенно откачивать воздух из трубки, то наблюдаются следующие явления. При атмосферном давлении приложенное напряжение недостаточно для пробоя газа и трубка остаётся тёмной. При уменьшении давления газа около 5,,7 кПа в некоторый момент в трубке возникнет разряд, имеющий вид светящегося шнура, соединяющего анод и катод трубки. При дальнейшем уменьшении давления около 1,3 Па этот шнур расширяется и заполняет всё сечение трубки, а свечение вблизи катода ослабевает. Непосредственно к катоду прилегает тонкий светящийся слой 1 первое катодное свечение, или катодная плёнка , за которым следует тёмный слой 2, получивший название катодного тёмного пространства. Это тёмное пространство затем переходит в светящийся слой 3 тлеющее свечение , который имеет резкую границу со стороны катода и постепенно исчезает со стороны анода. Оно возникает из-за рекомбинации электронов с положительными ионами. За тлеющим свечением наблюдается опять тёмный промежуток 4, называемый вторым или фарадеевым тёмным пространством. Указанные части называются катодными частями разряда. За вторым тёмным пространством лежит светящаяся область 5, простирающаяся до анода, или положительный столб. В некоторых случаях этот столб распадается на ряд слоёв, или страт. Особое значение в тлеющем разряде имеют только две его части - катодное тёмное пространство и тлеющее свечение, в которых и происходят основные процессы, поддерживающие разряд. Если в газоразрядной трубке сделать анод подвижным и постепенно придвигать его к катоду рис. При дальнейшем уменьшении длины разрядного промежутка начинает укорачиваться второе катодное тёмное пространство, и когда анод попадает в тлеющее свечение, оно исчезает вовсе. Однако при этом разряд продолжает существовать. Когда же анод при дальнейшем уменьшении расстояния подходит к границе между первым катодным пространством и тлеющим свечением, разряд гаснет. Характерным для тлеющего разряда является особое распределение потенциала по длине трубки. Его можно определить, впаивая в трубку ряд дополнительных электродов - зондов, расположенных в различных местах трубки, и присоединяя между катодом и соответствующим зондом вольтметр с большим сопротивлением. Всё падение потенциала в разряде приходится на область катодного тёмного пространства. Эта разность потенциалов между катодом и границей тлеющего свечения получила название катодного падения потенциала. Опыт показывает, что если сила тока в разряде не очень велика, то величина катодного падения потенциала не зависит от силы тока нормальное катодное падение потенциала. Изменение силы тока изменяет лишь величину светящейся поверхности на катоде, которая увеличивается с увеличением силы тока. Когда же сила тока достигает такой величины, что катодная плёнка покрывает всю поверхность катода, катодное падение потенциала начинает возрастать с увеличением силы тока аномальное катодное падение потенциала. Существенным для понимания процессов в тлеющем разряде является то обстоятельство, что величина нормального катодного падения потенциала зависит лишь от материала катода и рода газа, причём катодное падение потенциала оказывается пропорциональным работе выхода электронов из катода. Рассмотренные свойства тлеющего разряда приводят к следующей картине процессов, поддерживающих разряд. Положительные ионы, образующиеся в результате ионизации электронными ударами в тлеющем свечении и в положительном столбе , движутся к катоду и, проходя через область катодного падения потенциала, приобретают значительную энергию. Под действием интенсивной бомбардировки быстрыми положительными ионами а также вследствие фотоэффекта, вызванного излучением разряда с катодом вылетают электроны, которые движутся к аноду. Эти электроны в области катодного падения потенциала сильно ускоряются и при последующих соударениях с атомами газа их ионизируют. В результате опять появляются положительные ионы, которые, снова устремляясь на катод, производят новые электроны и т. Таким образом, основными процессами, поддерживающими разряд, являются ионизация электронными ударами в объёме и вторичная электронная эмиссия на катоде. Существование катодного темного пространства объясняется тем, что электроны начинают сталкиваться с атомами газа не сразу, а лишь на некотором расстоянии от катода. Ширина катодного тёмного пространства приблизительно равна средней длине свободного пробега электронов: В катодном тёмном пространстве электроны, следовательно, движутся практически без соударений, образуя электронные, или катодные лучи. Если в катоде просверлить малые отверстия, то положительные ионы, бомбардирующие катод, пройдя через отверстия проникают в пространство за катодом и образуют резко ограниченный пучок, получивший название каналовых или положительных лучей, названных по знаку заряда, который они несут. Распределение концентраций положительных ионов и электронов в различных частях разряда весьма неодинаково. Так как положительные ионы движутся гораздо медленнее, нежели электроны, то у катода концентрация ионов значительно больше, чем концентрация электронов. Поэтому вблизи катода возникает сильный пространственный положительный заряд, который и вызывает появление катодного падения потенциала. Напротив, в области положительного столба концентрации положительных ионов и электронов почти одинаковы и здесь пространственного заряда нет. Благодаря большой концентрации электронов положительный столб обладает хорошей электропроводностью и поэтому падение напряжения на нем весьма мало. Так как в положительном столбе имеются и положительные ионы, и электроны, то здесь происходит интенсивная рекомбинация ионов, чем и объясняется свечение положительного столба. Мы видим, что катодное падение потенциалов необходимо для поддержания тлеющего разряда. Именно благодаря его наличию положительные ионы приобретают необходимую энергию для образования интенсивной вторичной электронной эмиссии с катода, без которой тлеющий разряд не мог бы существовать. Поэтому катодное падение потенциала есть наиболее характерный признак тлеющего разряда, отличающий эту форму газового разряда от всех других форм. Тлеющий разряд широко используют в качестве источника света в различных газосветных трубках. В лампах дневного света излучение тлеющего разряда поглощается слоем специальных веществ, нанесённых на внутреннюю поверхность трубки, которые под действием поглощённого излучения в свою очередь начинают светиться. Подходящим подбором этих веществ люминофоров испускаемое ими излучение можно сделать близким к дневному свету. Такие трубки оказываются более экономичными, нежели обычные лампы накаливания. Газосветные трубки применяются также для рекламных и декоративных целей, для чего им придают очертания различных фигур и букв. Наполняя трубки различными газами, можно получить свечение различной окраски красное у неона, синевато-зеленое у аргона. Пользуясь тем, что катодное падение потенциала зависит от материала катода, можно сделать газосветные трубки с малым напряжением зажигания. Так, например, в неоновой лампе, в которой электродами служат два железных листочка, покрытых слоем бария, вследствие малости работы выхода электронов у бария, катодное падение потенциала составляет только около 70 В. Поэтому лампа зажигается уже при включении в обычную осветительную сеть. Такие лампы употребляют для целей сигнализации в различной аппаратуре индикаторные лампы. В лабораторной практике используют тлеющий разряд для катодного распыления металлов, так как вещество катода в тлеющем разряде постепенно переходит в парообразное состояние и оседает в виде металлического налёта на стенках трубки. Причина катодного распыления, по всей вероятности, заключается в том, что каждый положительный ион при соударении с катодом передаёт свою энергию сначала небольшой группе атомов катода. Это приводит к сильному местному повышению температуры, возникающему в отдельных микроскопических областях катода, которое и приводит к испарению металла в этих местах. Помещая в тлеющем разряде против катода различные предметы, оказывается возможным покрыть их равномерным и прочным слоем металла. Этим способом, в частности, пользуются для изготовления металлических зеркал высокого качества. Перейти к загрузке файла. Главная Математика, химия, физика Электрический ток в газах. При давлениях газа порядка 0,,01 мм.
Здесь вы найдете подходящего репетитора быстро, удобно и бесплатно. Мы всегда рады проконсультировать Вас по вопросам образования. Задайте свои вопросы профессионалам. Чтобы значительно упростить процесс поиска, достаточно лишь позвонить нам, и оператор найдет репетитора, который максимально подходит под ваши требования. Вопреки сложившемуся мнению, студент-репетитор очень хорошо справляется со своей задачей. Он более мобилен, цена ниже, и он с легкостью найдет общий язык с учеником. Установка представляет собой стеклянную трубку, запаянную с обоих концов. Длина трубки приблизительно полуметра. На концах трубки катод и анод. Также, помимо всего прочего, к трубке присоединен патрубок для откачивания воздуха. Электроды трубки присоединяют к источнику постоянного тока с очень высоким напряжением, порядка несколько тысяч вольт. В обычных условиях тока в трубке не будет. Напряжения в несколько тысяч вольт будет недостаточно, чтобы пробить газовый промежуток длиной около полуметра. Теперь начнем откачивать воздух из трубки, тем самым разряжая его. Давление внутри трубки будет уменьшаться. На уровне мм рт. Чем сильнее мы будем уменьшать давление, тем шире и ярче будет становиться змейка. Дойдя до отметки в мм. В тлеющем разряде можно выделить 4 области: На следующем рисунке представлен общий вид этих областей в трубке, и график напряжения в зависимости от области. Видно, что вблизи катода в области в происходит резкое падение катодного потенциала. Это является наиболее характерным признаком для тлеющего разряда. Тлеющий разряд применяется в различных трубках, изготовленных для рекламы. В зависимости от наполнителя, они будут светиться различными цветами. А наиболее важной областью применения тлеющего разряда являются газовые лазеры. Коронный разряд возникает в газе при атмосферном давлении. При этом газ должен находиться в неоднородном поле. По форме он часто напоминает корону. Появляется близи остриев различных предметов, проводов линий высокого напряжения. Чем больше будет кривизна проводника, тем выше будет плотность заряда. На острие будет наблюдаться максимальная плотность заряда. При увеличении напряжения коронный заряд может принять вид светящейся кисти, в таких случаях его еще называют кистевым разрядом. В технике приходится часто учитывать это явление, если идет речь о высоком напряжении. Если будут выступающие части или тонкие провода, то может начаться коронный разряд. Поэтому при проектировке высоковольтных линий следует использовать толстые провода, и чем больше напряжение, тем толще провод. Искровой разряд появляется при атмосферном давлении вследствие пробоя слоя воздуха между электродами, при подаче на них очень высокого напряжения. При искровом разряде в газе возникают стриммеры. Стриммеры — это каналы ионизированного газа, имеющие вид прерывистых зигзагообразных ярких нитей. При этом наблюдается свечение газа и выделения большого количества теплоты. Газ начинает расширяться, и расширяясь, газ будет излучать звуковые волны. После пробоя газа, напряжение на электродах резко падает. Ярким примером искрового разряда является молния и сопровождающий её гром. В случае молнии электродами выступают либо облака, либо облако и Земля. Искровой разряд также как и другие виды самостоятельного газового разряда используется в технике. Например, для зажигания горючего в двигателях внутреннего сгорания или для электроискровой обработки металлов. Возникает в воздухе при атмосферном давлении и невысоких напряжениях. Имеет форму дуги, за что и получил свое название. Электрическая дуга впервые получена русским ученым В. Основной причиной ионизации газа в этом случае является термоэлектронная эмиссия. Широкое применение наше дуговой разряд в технике. Он используется для сварки метла, а также в электропечах - для плавки металлов. Позвоните 8 И мы подберем репетитора Оставить заявку на подбор репетитора. На этом сайте вы найдете репетитора! Оставьте заявку или позвоните нам. Мы подберем репетитора, учитывая все пожелания. Или найдите репетитора в нашей базе самостоятельно, используя фильтр слева. Получите консультацию по телефону. Больше не надо ломать голову, к кому обратиться за помощью - для этого есть Nado5. Наши репетиторы помогут вам. Прислушайтесь к нашим советам, чтобы найти репетитора быстрее: Мы подберем репетитора бесплатно! Мы найдем репетитора в течение дня! Математика Русский язык Геометрия Физика Английский язык Литература География Обществознание История. Рассмотрим следующую установку для исследования самостоятельного разряда. Коронный разряд Коронный разряд возникает в газе при атмосферном давлении. Искровой разряд Искровой разряд появляется при атмосферном давлении вследствие пробоя слоя воздуха между электродами, при подаче на них очень высокого напряжения. Дуговой разряд Возникает в воздухе при атмосферном давлении и невысоких напряжениях. Нужна помощь в учебе? Математика Физика Информатика Химия История География Биология Литература Обществознание Экономика Иностранные языки: Английский язык Русский язык Немецкий язык Французский язык Испанский язык Португальский язык Итальянский язык Китайский язык Японский язык Норвежский язык В этом разделе: Электрический заряд и элементарные частицы Перемещение при прямолинейном равноускоренном движении Электрическая цепь: Wiki-учебник Что такое Wiki-учебник? Математика Русский язык Геометрия Физика Английский язык Литература География Обществознание История Поиск по сайту Реклама от партнёров: Несамостоятельный и самостоятельный разряды: Математика Физика Информатика Химия История География Биология Литература Обществознание Экономика. Английский язык Русский язык Немецкий язык Французский язык Испанский язык Португальский язык Итальянский язык Китайский язык Японский язык Норвежский язык.
Как сделать ленту на выпускной своими руками
Что делатьеслина телефон скачиваются приложения
Как украсить комнату в морском стиле
Слушать рассказ хирургия чехов
Социологическое исследование интернет зависимость