यह एक संक्षिप्त सारांश है।

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भाषण2 1

गैसों में करंट

1. सामान्य प्रावधान

परिभाषा: गैसों में विद्युत धारा प्रवाहित होने की परिघटना कहलाती है गैस निर्वहन.

गैसों का व्यवहार तापमान और दबाव जैसे इसके मापदंडों पर अत्यधिक निर्भर होता है, और ये पैरामीटर काफी आसानी से बदल जाते हैं। इसलिए, गैसों में विद्युत प्रवाह का प्रवाह धातुओं या निर्वात की तुलना में अधिक जटिल होता है।

गैसें ओम के नियम का पालन नहीं करती हैं।

2. आयनीकरण और पुनर्संयोजन

सामान्य परिस्थितियों में एक गैस में व्यावहारिक रूप से तटस्थ अणु होते हैं, इसलिए, यह विद्युत प्रवाह का एक अत्यंत खराब संवाहक है। हालांकि, बाहरी प्रभावों के तहत, एक इलेक्ट्रॉन परमाणु से बाहर आ सकता है और एक सकारात्मक चार्ज आयन प्रकट होता है। इसके अलावा, एक इलेक्ट्रॉन एक तटस्थ परमाणु से जुड़ सकता है और एक नकारात्मक चार्ज आयन बना सकता है। इस प्रकार, एक आयनित गैस प्राप्त करना संभव है, अर्थात। प्लाज्मा

बाहरी प्रभावों में हीटिंग, ऊर्जावान फोटॉन के साथ विकिरण, अन्य कणों द्वारा बमबारी और मजबूत क्षेत्र शामिल हैं, अर्थात। वही शर्तें जो मौलिक उत्सर्जन के लिए आवश्यक हैं।

एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन एक संभावित कुएं में होता है, और वहां से बचने के लिए, परमाणु को अतिरिक्त ऊर्जा प्रदान करना आवश्यक है, जिसे आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है।

सत्व	आयनीकरण ऊर्जा, ईवी
हाइड्रोजन परमाणु	13,59
हाइड्रोजन अणु	15,43
हीलियम	24,58
ऑक्सीजन परमाणु	13,614
ऑक्सीजन अणु	12,06

आयनन की परिघटना के साथ-साथ पुनर्संयोजन की परिघटना भी देखी जाती है, अर्थात्। एक इलेक्ट्रॉन और एक सकारात्मक आयन के मिलन से एक तटस्थ परमाणु बनता है। यह प्रक्रिया आयनन ऊर्जा के बराबर ऊर्जा के निकलने के साथ होती है। इस ऊर्जा का उपयोग विकिरण या हीटिंग के लिए किया जा सकता है। गैस के स्थानीय तापन से दाब में स्थानीय परिवर्तन होता है। जो बदले में ध्वनि तरंगों की उपस्थिति की ओर जाता है। इस प्रकार, गैस का निर्वहन प्रकाश, थर्मल और शोर प्रभावों के साथ होता है।

3. गैस डिस्चार्ज का सीवीसी।

प्रारंभिक चरणों में, एक बाहरी ionizer की क्रिया आवश्यक है।

BAW सेक्शन में, करंट एक बाहरी आयनाइज़र की क्रिया के तहत मौजूद होता है और जब सभी आयनित कण वर्तमान पीढ़ी में भाग लेते हैं तो जल्दी से संतृप्ति तक पहुँच जाता है। यदि आप बाहरी आयोनाइजर को हटाते हैं, तो करंट रुक जाता है।

इस प्रकार के डिस्चार्ज को गैर-स्व-स्थायी गैस डिस्चार्ज कहा जाता है। जब आप गैस में वोल्टेज बढ़ाने की कोशिश करते हैं, तो इलेक्ट्रॉनों का एक हिमस्खलन दिखाई देता है, और करंट लगभग स्थिर वोल्टेज पर बढ़ता है, जिसे इग्निशन वोल्टेज (BC) कहा जाता है।

इस क्षण से, निर्वहन स्वतंत्र हो जाता है और बाहरी आयनकार की कोई आवश्यकता नहीं होती है। आयनों की संख्या इतनी बड़ी हो सकती है कि इंटरइलेक्ट्रोड गैप का प्रतिरोध कम हो जाता है और, तदनुसार, वोल्टेज (एसडी) गिर जाता है।

फिर, इंटरइलेक्ट्रोड गैप में, वर्तमान मार्ग का क्षेत्र संकीर्ण होना शुरू हो जाता है, और प्रतिरोध बढ़ जाता है, और, परिणामस्वरूप, वोल्टेज (DE) बढ़ जाता है।

जब आप वोल्टेज बढ़ाने की कोशिश करते हैं, तो गैस पूरी तरह से आयनित हो जाती है। प्रतिरोध और वोल्टेज शून्य हो जाता है, और करंट कई गुना बढ़ जाता है। यह एक चाप निर्वहन (ई .) निकलता हैएफ).

सीवीसी दर्शाता है कि गैस ओम के नियम का बिल्कुल भी पालन नहीं करती है।

4. गैस में प्रक्रियाएं

प्रक्रियाएं जो कर सकती हैं इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन के गठन के लिए नेतृत्वछवि पर।

ये टाउनसेंड के गुणात्मक सिद्धांत के तत्व हैं।

5. चमक निर्वहन।

कम दबाव और कम वोल्टेज पर, यह निर्वहन देखा जा सकता है।

के -1 (डार्क एस्टन स्पेस)।

1 - 2 (चमकदार कैथोड फिल्म)।

2 - 3 (डार्क क्रुक्स स्पेस)।

3 - 4 (पहली कैथोड चमक)।

4 - 5 (डार्क फैराडे स्पेस)

5 - 6 (सकारात्मक एनोड कॉलम)।

6 - 7 (एनोडिक डार्क स्पेस)।

7 - ए (एनोड चमक)।

यदि एनोड को जंगम बनाया जाता है, तो सकारात्मक कॉलम की लंबाई को समायोजित किया जा सकता है, व्यावहारिक रूप से K-5 क्षेत्र के आकार को बदले बिना।

अंधेरे क्षेत्रों में, कण त्वरित होते हैं और ऊर्जा जमा होती है; प्रकाश क्षेत्रों में, आयनीकरण और पुनर्संयोजन प्रक्रियाएं होती हैं।

गैसों में, गैर-आत्मनिर्भर और आत्मनिर्भर विद्युत निर्वहन होते हैं।

गैस के माध्यम से विद्युत प्रवाह के प्रवाह की घटना, केवल गैस पर किसी बाहरी प्रभाव की स्थिति में देखी जाती है, एक गैर-स्व-निरंतर विद्युत निर्वहन कहा जाता है। एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन के अलग होने की प्रक्रिया को परमाणु का आयनीकरण कहा जाता है। एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को अलग करने के लिए खर्च की जाने वाली न्यूनतम ऊर्जा को आयनीकरण ऊर्जा कहा जाता है। एक आंशिक या पूर्ण रूप से आयनित गैस, जिसमें धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों का घनत्व समान होता है, कहलाती है प्लाज्मा.

गैर-स्व-निरंतर निर्वहन में विद्युत प्रवाह के वाहक सकारात्मक आयन और नकारात्मक इलेक्ट्रॉन होते हैं। वर्तमान-वोल्टेज विशेषता को अंजीर में दिखाया गया है। 54. ओएबी के क्षेत्र में - एक गैर आत्मनिर्भर निर्वहन। बीसी क्षेत्र में, निर्वहन स्वतंत्र हो जाता है।

स्व-निर्वहन में, परमाणुओं के आयनीकरण के तरीकों में से एक इलेक्ट्रॉन प्रभाव आयनीकरण है। इलेक्ट्रॉन प्रभाव द्वारा आयनीकरण तब संभव हो जाता है जब इलेक्ट्रॉन माध्य मुक्त पथ A पर गतिज ऊर्जा W k प्राप्त कर लेता है, जो परमाणु से इलेक्ट्रॉन को अलग करने का कार्य करने के लिए पर्याप्त है। गैसों में स्वतंत्र निर्वहन के प्रकार - चिंगारी, कोरोना, चाप और चमक निर्वहन।

स्पार्क डिस्चार्जविभिन्न आवेशों से आवेशित दो इलेक्ट्रोडों के बीच होता है और एक बड़ा संभावित अंतर होता है। विपरीत आवेशित निकायों के बीच वोल्टेज 40,000 V तक पहुँच जाता है। स्पार्क डिस्चार्ज अल्पकालिक होता है, इसका तंत्र इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव होता है। लाइटनिंग एक प्रकार का स्पार्क डिस्चार्ज है।

अत्यधिक अमानवीय विद्युत क्षेत्रों में, उदाहरण के लिए, एक टिप और एक विमान के बीच या बिजली लाइन तार और पृथ्वी की सतह के बीच, गैसों में आत्मनिर्भर निर्वहन का एक विशेष रूप होता है, जिसे कहा जाता है कोरोना डिस्चार्ज.

इलेक्ट्रिक आर्क डिस्चार्ज 1802 में रूसी वैज्ञानिक वी.वी. पेट्रोव द्वारा खोजा गया था। जब कोयले से बने दो इलेक्ट्रोड 40-50 वी के वोल्टेज पर संपर्क में आते हैं, तो कुछ जगहों पर उच्च विद्युत प्रतिरोध वाले छोटे क्रॉस सेक्शन के क्षेत्र होते हैं। ये क्षेत्र बहुत गर्म हो जाते हैं, इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करते हैं जो इलेक्ट्रोड के बीच परमाणुओं और अणुओं को आयनित करते हैं। चाप में विद्युत धारा के वाहक धनावेशित आयन और इलेक्ट्रॉन होते हैं।

कम दबाव पर होने वाले डिस्चार्ज को कहा जाता है चमक निर्वहन. दबाव में कमी के साथ, इलेक्ट्रॉन का औसत मुक्त पथ बढ़ता है, और टकराव के बीच के समय में, कम तीव्रता वाले विद्युत क्षेत्र में आयनीकरण के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त करने का समय होता है। निर्वहन एक इलेक्ट्रॉन-आयन हिमस्खलन द्वारा किया जाता है।

यह मुक्त इलेक्ट्रॉनों की निर्देशित गति से बनता है और इस स्थिति में उस पदार्थ में कोई परिवर्तन नहीं होता जिससे कंडक्टर बनाया गया है।

ऐसे चालक, जिनमें विद्युत धारा का प्रवाह उनके पदार्थ में रासायनिक परिवर्तन के साथ नहीं होता है, कहलाते हैं पहली तरह के कंडक्टर. इनमें सभी धातु, कोयला और कई अन्य पदार्थ शामिल हैं।

लेकिन प्रकृति में विद्युत प्रवाह के ऐसे संवाहक भी होते हैं, जिनमें विद्युत धारा के पारित होने के दौरान रासायनिक घटनाएं होती हैं। इन कंडक्टरों को कहा जाता है दूसरी तरह के कंडक्टर. इनमें मुख्य रूप से अम्ल, लवण और क्षार के पानी में विभिन्न समाधान शामिल हैं।

यदि आप एक कांच के बर्तन में पानी डालते हैं और उसमें सल्फ्यूरिक एसिड (या कुछ अन्य एसिड या क्षार) की कुछ बूँदें डालते हैं, और फिर दो धातु की प्लेट लेते हैं और इन प्लेटों को बर्तन में कम करके कंडक्टर संलग्न करते हैं, और एक करंट जोड़ते हैं एक स्विच और एक एमीटर के माध्यम से कंडक्टर के दूसरे छोर तक स्रोत, फिर समाधान से गैस निकल जाएगी, और यह सर्किट बंद होने तक लगातार जारी रहेगी। अम्लीय जल वास्तव में चालक है। इसके अलावा, प्लेटों को गैस के बुलबुले से ढंकना शुरू हो जाएगा। फिर ये बुलबुले प्लेटों से अलग होकर बाहर निकल आएंगे।

जब विलयन से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, तो रासायनिक परिवर्तन होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गैस निकलती है।

दूसरे प्रकार के कंडक्टरों को इलेक्ट्रोलाइट्स कहा जाता है, और इलेक्ट्रोलाइट में होने वाली घटना तब होती है जब एक विद्युत प्रवाह इसके माध्यम से गुजरता है।

इलेक्ट्रोलाइट में डूबी हुई धातु की प्लेटों को इलेक्ट्रोड कहा जाता है; उनमें से एक, जो वर्तमान स्रोत के धनात्मक ध्रुव से जुड़ा है, एनोड कहलाता है, और दूसरा, जो ऋणात्मक ध्रुव से जुड़ा होता है, कैथोड कहलाता है।

किसी द्रव चालक में विद्युत धारा प्रवाहित होने का क्या कारण है? यह पता चला है कि इस तरह के समाधान (इलेक्ट्रोलाइट्स) में, एसिड अणु (क्षार, लवण) एक विलायक (इस मामले में, पानी) की कार्रवाई के तहत दो घटकों में विघटित होते हैं, और अणु के एक कण में धनात्मक विद्युत आवेश होता है, और दूसरे का ऋणात्मक।

अणु के वे कण जिनमें विद्युत आवेश होता है, आयन कहलाते हैं। जब अम्ल, लवण या क्षार को जल में घोला जाता है तो विलयन में धनात्मक तथा ऋणात्मक दोनों आयन बड़ी संख्या में दिखाई देते हैं।

अब यह स्पष्ट हो जाना चाहिए कि एक विद्युत प्रवाह समाधान के माध्यम से क्यों पारित हुआ, क्योंकि वर्तमान स्रोत से जुड़े इलेक्ट्रोड के बीच, इसे बनाया गया था, दूसरे शब्दों में, उनमें से एक सकारात्मक रूप से चार्ज किया गया था और दूसरा नकारात्मक रूप से। इस संभावित अंतर के प्रभाव में, सकारात्मक आयन नकारात्मक इलेक्ट्रोड - कैथोड और नकारात्मक आयनों - एनोड की ओर बढ़ने लगे।

इस प्रकार, आयनों की अराजक गति एक दिशा में नकारात्मक आयनों और दूसरी दिशा में सकारात्मक आयनों की एक क्रमबद्ध प्रति-आंदोलन बन गई है। यह चार्ज ट्रांसफर प्रक्रिया इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से विद्युत प्रवाह के प्रवाह का गठन करती है और तब तक होती है जब तक इलेक्ट्रोड में संभावित अंतर होता है। संभावित अंतर के गायब होने के साथ, इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से करंट रुक जाता है, आयनों की क्रमबद्ध गति बाधित हो जाती है, और अराजक गति फिर से शुरू हो जाती है।

एक उदाहरण के रूप में, इलेक्ट्रोलिसिस की घटना पर विचार करें जब कॉपर सल्फेट CuSO4 के घोल में कॉपर इलेक्ट्रोड के साथ एक विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है।

इलेक्ट्रोलिसिस की घटना जब करंट कॉपर सल्फेट के घोल से होकर गुजरता है: C - इलेक्ट्रोलाइट वाला बर्तन, B - करंट सोर्स, C - स्विच

इलेक्ट्रोड के लिए आयनों का एक काउंटर मूवमेंट भी होगा। धनात्मक आयन कॉपर (Cu) आयन होगा, और ऋणात्मक आयन अम्ल अवशेष (SO4) आयन होगा। कॉपर आयन, कैथोड के संपर्क में आने पर, डिस्चार्ज हो जाएंगे (लापता इलेक्ट्रॉनों को खुद से जोड़कर), यानी, वे शुद्ध तांबे के तटस्थ अणुओं में बदल जाएंगे, और कैथोड पर सबसे पतली (आणविक) परत के रूप में जमा हो जाएंगे।

ऋणात्मक आयन, एनोड पर पहुंचकर, भी विसर्जित हो जाते हैं (अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देते हैं)। लेकिन साथ ही, वे एनोड के कॉपर के साथ एक रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कॉपर Cu का एक अणु अम्लीय अवशेष SO4 से जुड़ा होता है और कॉपर सल्फेट CuS O4 का एक अणु बनता है, जो वापस आ जाता है। इलेक्ट्रोलाइट को लौटें।

चूंकि इस रासायनिक प्रक्रिया में लंबा समय लगता है, इसलिए कैथोड पर कॉपर जमा हो जाता है, जो इलेक्ट्रोलाइट से निकलता है। इस मामले में, कैथोड में जाने वाले तांबे के अणुओं के बजाय, दूसरे इलेक्ट्रोड - एनोड के विघटन के कारण इलेक्ट्रोलाइट को नए तांबे के अणु प्राप्त होते हैं।

वही प्रक्रिया तब होती है जब तांबे के बजाय जस्ता इलेक्ट्रोड लिया जाता है, और इलेक्ट्रोलाइट जिंक सल्फेट ZnSO4 का एक समाधान है। जिंक को भी एनोड से कैथोड में स्थानांतरित किया जाएगा।

इस प्रकार, धातुओं और तरल कंडक्टरों में विद्युत प्रवाह के बीच अंतरइस तथ्य में निहित है कि धातुओं में केवल मुक्त इलेक्ट्रॉन, अर्थात्, ऋणात्मक आवेश, आवेश वाहक होते हैं, जबकि इलेक्ट्रोलाइट्स में यह पदार्थ के विपरीत आवेशित कणों द्वारा ले जाया जाता है - आयन विपरीत दिशाओं में चलते हैं। इसलिए वे कहते हैं कि इलेक्ट्रोलाइट्स में आयनिक चालकता होती है।

इलेक्ट्रोलिसिस की घटना 1837 में बी एस जैकोबी द्वारा खोजा गया था, जिन्होंने रासायनिक वर्तमान स्रोतों के अध्ययन और सुधार पर कई प्रयोग किए थे। जैकोबी ने पाया कि कॉपर सल्फेट के विलयन में रखा गया एक इलेक्ट्रोड, जब उसमें से विद्युत धारा प्रवाहित होती है, कॉपर से ढक जाती है।

इस घटना को कहा जाता है ELECTROPLATING, अब अत्यंत व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग पाता है। इसका एक उदाहरण अन्य धातुओं की पतली परत के साथ धातु की वस्तुओं का लेप है, अर्थात निकल चढ़ाना, गिल्डिंग, चांदी चढ़ाना, आदि।

गैसें (वायु सहित) सामान्य परिस्थितियों में बिजली का संचालन नहीं करती हैं। उदाहरण के लिए, नग्न, एक दूसरे के समानांतर निलंबित होने के कारण, हवा की एक परत द्वारा एक दूसरे से अलग हो जाते हैं।

हालांकि, उच्च तापमान के प्रभाव में, एक बड़ा संभावित अंतर, और अन्य कारणों से, गैसें, जैसे तरल कंडक्टर, आयनित, यानी, गैस अणुओं के कण बड़ी संख्या में दिखाई देते हैं, जो बिजली के वाहक होने के कारण पारित होने में योगदान करते हैं। गैस के माध्यम से विद्युत प्रवाह का।

लेकिन साथ ही, गैस का आयनीकरण एक तरल कंडक्टर के आयनीकरण से भिन्न होता है। यदि द्रव में एक अणु दो आवेशित भागों में टूट जाता है, तो गैसों में, आयनीकरण की क्रिया के तहत, इलेक्ट्रॉनों को हमेशा प्रत्येक अणु से अलग किया जाता है और एक आयन अणु के धनात्मक रूप से आवेशित भाग के रूप में रहता है।

किसी को केवल गैस के आयनीकरण को रोकना है, क्योंकि यह प्रवाहकीय होना बंद कर देता है, जबकि तरल हमेशा विद्युत प्रवाह का संवाहक बना रहता है। नतीजतन, बाहरी कारकों की कार्रवाई के आधार पर, गैस की चालकता एक अस्थायी घटना है।

हालाँकि, एक और है जिसे कहा जाता है चाप निर्वहनया सिर्फ एक इलेक्ट्रिक आर्क। इलेक्ट्रिक आर्क की घटना की खोज 19वीं शताब्दी की शुरुआत में पहले रूसी इलेक्ट्रिकल इंजीनियर वी. वी. पेट्रोव ने की थी।

वी. वी. पेट्रोव ने कई प्रयोग करते हुए पाया कि एक विद्युत स्रोत से जुड़े दो चारकोल के बीच, हवा के माध्यम से एक निरंतर विद्युत निर्वहन होता है, साथ में एक उज्ज्वल प्रकाश भी होता है। वी. वी. पेट्रोव ने अपने लेखन में लिखा है कि इस मामले में, "अंधेरे शांति को काफी उज्ज्वल रूप से प्रकाशित किया जा सकता है।" तो पहली बार विद्युत प्रकाश प्राप्त किया गया था, जिसे व्यावहारिक रूप से एक अन्य रूसी विद्युत वैज्ञानिक पावेल निकोलाइविच याब्लोचकोव द्वारा लागू किया गया था।

"याब्लोचकोव की मोमबत्ती", जिसका काम विद्युत चाप के उपयोग पर आधारित है, ने उन दिनों इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में एक वास्तविक क्रांति की।

आर्क डिस्चार्ज का उपयोग आज भी प्रकाश के स्रोत के रूप में किया जाता है, उदाहरण के लिए, सर्चलाइट और प्रोजेक्टर में। चाप निर्वहन का उच्च तापमान इसके लिए उपयोग करने की अनुमति देता है। वर्तमान में, बहुत अधिक धारा द्वारा संचालित चाप भट्टियों का उपयोग कई उद्योगों में किया जाता है: स्टील, कच्चा लोहा, लौह मिश्र धातु, कांस्य, आदि को गलाने के लिए। और 1882 में, N. N. Benardos ने पहली बार धातु को काटने और वेल्डिंग करने के लिए एक आर्क डिस्चार्ज का उपयोग किया।

गैस-प्रकाश ट्यूबों में, फ्लोरोसेंट लैंप, वोल्टेज स्टेबलाइजर्स, इलेक्ट्रॉन और आयन बीम प्राप्त करने के लिए, तथाकथित चमक गैस निर्वहन.

एक गोलाकार स्पार्क गैप का उपयोग करके बड़े संभावित अंतर को मापने के लिए एक स्पार्क डिस्चार्ज का उपयोग किया जाता है, जिसके इलेक्ट्रोड एक पॉलिश सतह के साथ दो धातु की गेंदें होती हैं। गेंदों को अलग कर दिया जाता है, और उन पर एक मापा संभावित अंतर लागू किया जाता है। फिर गेंदों को तब तक एक साथ लाया जाता है जब तक कि उनके बीच एक चिंगारी न कूद जाए। गेंदों के व्यास, उनके बीच की दूरी, हवा के दबाव, तापमान और आर्द्रता को जानने के बाद, वे विशेष तालिकाओं के अनुसार गेंदों के बीच संभावित अंतर पाते हैं। इस पद्धति का उपयोग कुछ प्रतिशत के भीतर, हजारों वोल्ट के क्रम के संभावित अंतर को मापने के लिए किया जा सकता है।

1. आयनीकरण, इसका सार और प्रकार।

विद्युत धारा के अस्तित्व के लिए पहली शर्त मुक्त आवेश वाहकों की उपस्थिति है। गैसों में, वे आयनीकरण के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं। आयनीकरण कारकों की क्रिया के तहत, एक इलेक्ट्रॉन एक तटस्थ कण से अलग होता है। परमाणु धनात्मक आयन बन जाता है। इस प्रकार, 2 प्रकार के आवेश वाहक होते हैं: एक धनात्मक आयन और एक मुक्त इलेक्ट्रॉन। यदि एक इलेक्ट्रॉन एक तटस्थ परमाणु से जुड़ता है, तो एक ऋणात्मक आयन प्रकट होता है, अर्थात। तीसरे प्रकार के आवेश वाहक। एक आयनित गैस को तीसरी तरह की चालक कहा जाता है। यहां दो प्रकार की चालकता संभव है: इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक। इसके साथ ही आयनीकरण की प्रक्रियाओं के साथ, रिवर्स प्रक्रिया, पुनर्संयोजन होता है। एक परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन को अलग करने में ऊर्जा लगती है। यदि ऊर्जा की आपूर्ति बाहर से की जाती है, तो आयनीकरण में योगदान करने वाले कारकों को बाहरी (उच्च तापमान, आयनकारी विकिरण, पराबैंगनी विकिरण, मजबूत चुंबकीय क्षेत्र) कहा जाता है। आयनीकरण कारकों के आधार पर, इसे थर्मल आयनीकरण, फोटोयोनिकरण कहा जाता है। इसके अलावा, यांत्रिक झटके के कारण आयनीकरण हो सकता है। आयनीकरण कारकों को प्राकृतिक और कृत्रिम में विभाजित किया गया है। प्राकृतिक एक सूर्य के विकिरण, पृथ्वी की रेडियोधर्मी पृष्ठभूमि के कारण होता है। बाहरी आयनीकरण के अलावा, आंतरिक है। इसे टक्कर और कदम में विभाजित किया गया है।

प्रभाव आयनीकरण।

पर्याप्त रूप से उच्च वोल्टेज पर, क्षेत्र द्वारा उच्च गति तक त्वरित किए गए इलेक्ट्रॉन स्वयं आयनीकरण का स्रोत बन जाते हैं। जब ऐसा इलेक्ट्रॉन एक तटस्थ परमाणु से टकराता है, तो इलेक्ट्रॉन परमाणु से बाहर निकल जाता है। यह तब होता है जब आयनीकरण करने वाले इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा परमाणु की आयनीकरण ऊर्जा से अधिक हो जाती है। इलेक्ट्रॉन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोड के बीच वोल्टेज पर्याप्त होना चाहिए। इस वोल्टेज को आयनीकरण वोल्टेज कहा जाता है। प्रत्येक का अपना अर्थ होता है।

यदि गतिमान इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा आवश्यकता से कम हो तो प्रभाव पर केवल उदासीन परमाणु का उत्तेजन होता है। यदि एक गतिमान इलेक्ट्रॉन पूर्व-उत्तेजित परमाणु से टकराता है, तो चरणबद्ध आयनीकरण होता है।

2. गैर-निरंतर गैस निर्वहन और इसकी वर्तमान-वोल्टेज विशेषता।

आयनीकरण धारा के अस्तित्व के लिए पहली शर्त की पूर्ति की ओर जाता है, अर्थात। मुक्त शुल्क की उपस्थिति के लिए। करंट होने के लिए, एक बाहरी बल की आवश्यकता होती है, जो आवेशों को एक दिशा में ले जाएगा, अर्थात। एक विद्युत क्षेत्र की जरूरत है। गैसों में विद्युत प्रवाह कई घटनाओं के साथ होता है: प्रकाश, ध्वनि, ओजोन का निर्माण, नाइट्रोजन ऑक्साइड। गैस-गैस डिस्चार्ज के माध्यम से करंट के पारित होने के साथ होने वाली घटनाओं का एक सेट। अक्सर, करंट पास करने की प्रक्रिया को गैस डिस्चार्ज कहा जाता है।

डिस्चार्ज को गैर-आत्मनिर्भर कहा जाता है यदि यह केवल बाहरी आयनकार की कार्रवाई के दौरान मौजूद होता है। इस मामले में, बाहरी आयनकार की कार्रवाई की समाप्ति के बाद, कोई नया चार्ज वाहक नहीं बनता है, और वर्तमान बंद हो जाता है। एक गैर-निरंतर निर्वहन के साथ, धाराएं परिमाण में छोटी होती हैं, और कोई गैस चमक नहीं होती है।

स्वतंत्र गैस निर्वहन, इसके प्रकार और विशेषताएं।

एक स्वतंत्र गैस निर्वहन एक निर्वहन है जो बाहरी आयनकार की समाप्ति के बाद मौजूद हो सकता है, अर्थात। प्रभाव आयनीकरण के कारण इस मामले में, प्रकाश और ध्वनि की घटनाएं देखी जाती हैं, वर्तमान ताकत में काफी वृद्धि हो सकती है।

स्व-निर्वहन के प्रकार:

1. शांत निर्वहन - गैर-निरंतर निर्वहन के बाद सीधे होता है, वर्तमान ताकत 1 एमए से अधिक नहीं होती है, कोई ध्वनि और प्रकाश घटना नहीं होती है। इसका उपयोग फिजियोथेरेपी, गीजर-मुलर काउंटरों में किया जाता है।

2. चमक निर्वहन। जैसे ही वोल्टेज बढ़ता है, शांत सुलगने में बदल जाता है। यह एक निश्चित वोल्टेज पर होता है - इग्निशन वोल्टेज। यह गैस के प्रकार पर निर्भर करता है। नियॉन में 60-80 V होता है। यह गैस के दबाव पर भी निर्भर करता है। एक चमक निर्वहन एक चमक के साथ होता है, यह पुनर्संयोजन से जुड़ा होता है, जो ऊर्जा की रिहाई के साथ जाता है। रंग गैस के प्रकार पर भी निर्भर करता है। इसका उपयोग संकेतक लैंप (नियॉन, पराबैंगनी जीवाणुनाशक, प्रकाश व्यवस्था, ल्यूमिनसेंट) में किया जाता है।

3. चाप निर्वहन। वर्तमान ताकत 10 - 100 ए है। यह एक तीव्र चमक के साथ है, गैस-डिस्चार्ज गैप में तापमान कई हजार डिग्री तक पहुंच जाता है। आयनीकरण लगभग 100% तक पहुँच जाता है। 100% आयनित गैस - ठंडी गैस प्लाज्मा। उसके पास अच्छी चालकता है। इसका उपयोग उच्च और उच्च दबाव के पारा लैंप में किया जाता है।

4. स्पार्क डिस्चार्ज एक तरह का आर्क डिस्चार्ज है। यह एक पल्स-ऑसिलेटरी डिस्चार्ज है। दवा में, उच्च आवृत्ति दोलनों के प्रभाव का उपयोग किया जाता है। उच्च वर्तमान घनत्व पर, तीव्र ध्वनि घटनाएं देखी जाती हैं।

5. कोरोना डिस्चार्ज। यह एक प्रकार का ग्लो डिस्चार्ज है यह उन जगहों पर देखा जाता है जहां विद्युत क्षेत्र की ताकत में तेज बदलाव होता है। यहाँ आवेशों का हिमस्खलन और गैसों की चमक है - एक कोरोना।

एक विद्युत प्रवाह एक प्रवाह है जो विद्युत आवेशित कणों के क्रमबद्ध गति के कारण होता है। आवेशों की गति को विद्युत धारा की दिशा के रूप में लिया जाता है। विद्युत प्रवाह अल्पकालिक और दीर्घकालिक हो सकता है।

विद्युत प्रवाह की अवधारणा

बिजली के निर्वहन के दौरान, एक विद्युत प्रवाह हो सकता है, जिसे अल्पकालिक कहा जाता है। और करंट को लंबे समय तक बनाए रखने के लिए एक इलेक्ट्रिक फील्ड और फ्री इलेक्ट्रिक चार्ज कैरियर्स का होना जरूरी है।

अलग-अलग चार्ज किए गए निकायों द्वारा एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है। वर्तमान ताकत एक समय अंतराल में कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन के माध्यम से इस समय अंतराल में स्थानांतरित चार्ज का अनुपात है। इसे एम्पीयर में मापा जाता है।

चावल। 1. वर्तमान सूत्र

गैसों में विद्युत धारा

गैस के अणु सामान्य परिस्थितियों में बिजली का संचालन नहीं करते हैं। वे इन्सुलेटर (डाइलेक्ट्रिक्स) हैं। हालांकि, अगर पर्यावरण की स्थिति बदल जाती है, तो गैसें बिजली की संवाहक बन सकती हैं। आयनीकरण के परिणामस्वरूप (हीटिंग के दौरान या रेडियोधर्मी विकिरण की क्रिया के तहत), गैसों में एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है, जिसे अक्सर "विद्युत निर्वहन" शब्द से बदल दिया जाता है।

स्व-निरंतर और गैर-स्व-निरंतर गैस निर्वहन

गैस में निर्वहन आत्मनिर्भर और गैर आत्मनिर्भर हो सकता है। जब फ्री चार्ज दिखाई देते हैं तो करंट शुरू हो जाता है। जब तक कोई बाहरी बल उस पर कार्य करता है, अर्थात एक बाहरी आयनकारक, तब तक गैर-स्व-स्थायी निर्वहन मौजूद रहता है। यानी अगर बाहरी आयोनाइजर काम करना बंद कर देता है, तो करंट रुक जाता है।

गैसों में विद्युत प्रवाह का एक स्वतंत्र निर्वहन बाहरी आयनकार की समाप्ति के बाद भी मौजूद रहता है। भौतिकी में स्वतंत्र निर्वहन को शांत, सुलगनेवाला, चाप, चिंगारी, कोरोना में विभाजित किया गया है।

• शांत - स्वतंत्र निर्वहन में सबसे कमजोर। इसमें वर्तमान ताकत बहुत छोटी है (1 एमए से अधिक नहीं)। यह ध्वनि या प्रकाश घटना के साथ नहीं है।
• सुलगनेवाला - यदि आप एक शांत निर्वहन में वोल्टेज बढ़ाते हैं, तो यह अगले स्तर तक जाता है - एक चमक निर्वहन के लिए। इस मामले में, एक चमक दिखाई देती है, जो पुनर्संयोजन के साथ होती है। पुनर्संयोजन - रिवर्स आयनीकरण प्रक्रिया, एक इलेक्ट्रॉन और एक सकारात्मक आयन का मिलन। इसका उपयोग जीवाणुनाशक और दीपक जलाने में किया जाता है।

चावल। 2. चमक निर्वहन

• आर्क - वर्तमान ताकत 10 ए से 100 ए तक है। इस मामले में, आयनीकरण लगभग 100% है। इस प्रकार का निर्वहन होता है, उदाहरण के लिए, वेल्डिंग मशीन के संचालन के दौरान।

चावल। 3. चाप निर्वहन

• शानदार - चाप निर्वहन के प्रकारों में से एक माना जा सकता है। इस तरह के डिस्चार्ज के दौरान बहुत कम समय में एक निश्चित मात्रा में बिजली प्रवाहित होती है।
• कोरोना डिस्चार्ज - अणुओं का आयनीकरण छोटे वक्रता त्रिज्या वाले इलेक्ट्रोड के पास होता है। इस प्रकार का चार्ज तब होता है जब विद्युत क्षेत्र की ताकत नाटकीय रूप से बदल जाती है।

हमने क्या सीखा?

गैस के परमाणु और अणु अपने आप में उदासीन होते हैं। बाहर के संपर्क में आने पर उनसे शुल्क लिया जाता है। गैसों में विद्युत प्रवाह के बारे में संक्षेप में बोलते हुए, यह कणों की एक निर्देशित गति है (कैथोड के लिए सकारात्मक आयन और एनोड के लिए नकारात्मक आयन)। यह भी महत्वपूर्ण है कि जब गैस को आयनित किया जाता है, तो उसके प्रवाहकीय गुणों में सुधार होता है।