Ini dibentuk oleh pergerakan elektron bebas yang terarah dan dalam hal ini tidak ada perubahan zat dari mana konduktor dibuat tidak terjadi.

Konduktor semacam itu, di mana aliran arus listrik tidak disertai dengan perubahan kimia pada zatnya, disebut konduktor jenis pertama. Ini termasuk semua logam, batu bara dan sejumlah zat lainnya.

Tetapi ada juga konduktor arus listrik di alam, di mana fenomena kimia terjadi selama aliran arus. Konduktor ini disebut konduktor jenis kedua. Ini termasuk terutama berbagai solusi dalam air asam, garam dan alkali.

Jika Anda menuangkan air ke dalam bejana kaca dan menambahkan beberapa tetes asam sulfat (atau asam atau alkali lainnya) ke dalamnya, lalu ambil dua pelat logam dan pasang konduktor dengan menurunkan pelat ini ke dalam bejana, dan hubungkan arus sumber ke ujung lain dari konduktor melalui sakelar dan ammeter, kemudian gas akan dilepaskan dari larutan, dan akan terus berlanjut sampai sirkuit ditutup. air yang diasamkan memang konduktor. Selain itu, pelat akan mulai ditutupi dengan gelembung gas. Kemudian gelembung-gelembung ini akan terlepas dari piring dan keluar.

Ketika arus listrik melewati larutan, perubahan kimia terjadi, akibatnya gas dilepaskan.

Konduktor jenis kedua disebut elektrolit, dan fenomena yang terjadi pada elektrolit ketika arus listrik melewatinya adalah.

Pelat logam yang dicelupkan ke dalam elektrolit disebut elektroda; salah satunya, terhubung ke kutub positif dari sumber arus, disebut anoda, dan yang lainnya, terhubung ke kutub negatif, disebut katoda.

Apa yang menyebabkan mengalirnya arus listrik dalam konduktor cair? Ternyata dalam larutan tersebut (elektrolit), molekul asam (basa, garam) di bawah aksi pelarut (dalam hal ini, air) terurai menjadi dua komponen, dan satu partikel molekul memiliki muatan listrik positif, dan yang lainnya negatif.

Partikel molekul yang bermuatan listrik disebut ion. Ketika asam, garam atau alkali dilarutkan dalam air, sejumlah besar ion positif dan negatif muncul dalam larutan.

Sekarang harus menjadi jelas mengapa arus listrik melewati larutan, karena antara elektroda yang terhubung ke sumber arus, itu dibuat, dengan kata lain, salah satunya ternyata bermuatan positif dan yang lainnya negatif. Di bawah pengaruh perbedaan potensial ini, ion positif mulai bergerak menuju elektroda negatif - katoda, dan ion negatif - menuju anoda.

Dengan demikian, gerakan ion yang kacau telah menjadi gerakan tandingan yang teratur dari ion negatif di satu arah dan yang positif di arah lain. Proses transfer muatan ini merupakan aliran arus listrik melalui elektrolit dan terjadi selama ada beda potensial di seluruh elektroda. Dengan hilangnya beda potensial, arus yang melalui elektrolit berhenti, gerakan teratur ion terganggu, dan gerakan kacau terjadi lagi.

Sebagai contoh, perhatikan fenomena elektrolisis ketika arus listrik dilewatkan melalui larutan tembaga sulfat CuSO4 dengan elektroda tembaga diturunkan ke dalamnya.

Fenomena elektrolisis ketika arus melewati larutan tembaga sulfat: C - bejana dengan elektrolit, B - sumber arus, C - sakelar

Juga akan ada gerakan counter ion ke elektroda. Ion positif akan menjadi ion tembaga (Cu), dan ion negatif akan menjadi ion residu asam (SO4). Ion tembaga, setelah kontak dengan katoda, akan dilepaskan (melampirkan elektron yang hilang ke dirinya sendiri), yaitu, mereka akan berubah menjadi molekul netral tembaga murni, dan disimpan di katoda dalam bentuk lapisan (molekul) tertipis.

Ion negatif, setelah mencapai anoda, juga dilepaskan (memberikan kelebihan elektron). Tetapi pada saat yang sama, mereka masuk ke dalam reaksi kimia dengan tembaga anoda, sebagai akibatnya molekul tembaga Cu melekat pada residu asam SO4 dan molekul tembaga sulfat CuS O4 terbentuk, yang dikembalikan kembali ke elektrolit.

Karena proses kimia ini memakan waktu lama, tembaga diendapkan pada katoda, yang dilepaskan dari elektrolit. Dalam hal ini, alih-alih molekul tembaga yang telah pergi ke katoda, elektrolit menerima molekul tembaga baru karena pembubaran elektroda kedua - anoda.

Proses yang sama terjadi jika elektroda seng diambil sebagai pengganti elektroda tembaga, dan elektrolitnya adalah larutan seng sulfat ZnSO4. Seng juga akan ditransfer dari anoda ke katoda.

Dengan demikian, perbedaan antara arus listrik dalam logam dan konduktor cair terletak pada kenyataan bahwa dalam logam hanya elektron bebas, yaitu, muatan negatif, yang merupakan pembawa muatan, sedangkan dalam elektrolit dibawa oleh partikel materi yang bermuatan berlawanan - ion yang bergerak dalam arah yang berlawanan. Oleh karena itu mereka mengatakan bahwa elektrolit memiliki konduktivitas ionik.

Fenomena elektrolisis ditemukan pada tahun 1837 oleh B. S. Jacobi, yang melakukan banyak percobaan pada studi dan peningkatan sumber arus kimia. Jacobi menemukan bahwa salah satu elektroda yang ditempatkan dalam larutan tembaga sulfat, ketika arus listrik melewatinya, ditutupi dengan tembaga.

Fenomena ini disebut pelapisan listrik, menemukan aplikasi praktis yang sangat luas sekarang. Salah satu contohnya adalah pelapisan benda logam dengan lapisan tipis logam lain, yaitu pelapisan nikel, penyepuhan, pelapisan perak, dll.

Gas (termasuk udara) tidak menghantarkan listrik dalam kondisi normal. Misalnya, telanjang, digantung sejajar satu sama lain, diisolasi satu sama lain oleh lapisan udara.

Namun, di bawah pengaruh suhu tinggi, perbedaan potensial yang besar, dan alasan lain, gas, seperti konduktor cair, terionisasi, yaitu, partikel molekul gas muncul di dalamnya dalam jumlah besar, yang, sebagai pembawa listrik, berkontribusi pada perjalanan. arus listrik melalui gas.

Tetapi pada saat yang sama, ionisasi gas berbeda dari ionisasi konduktor cair. Jika dalam cairan suatu molekul pecah menjadi dua bagian bermuatan, maka dalam gas, di bawah aksi ionisasi, elektron selalu dipisahkan dari setiap molekul dan ion tetap dalam bentuk bagian molekul yang bermuatan positif.

Seseorang hanya perlu menghentikan ionisasi gas, karena ia berhenti menjadi konduktif, sedangkan cairan selalu tetap menjadi konduktor arus listrik. Akibatnya, konduktivitas gas adalah fenomena sementara, tergantung pada aksi penyebab eksternal.

Namun, ada satu lagi yang disebut pelepasan busur atau hanya busur listrik. Fenomena busur listrik ditemukan pada awal abad ke-19 oleh insinyur listrik Rusia pertama V. V. Petrov.

V. V. Petrov, melakukan banyak eksperimen, menemukan bahwa antara dua arang yang dihubungkan ke sumber arus, pelepasan listrik terus menerus terjadi melalui udara, disertai dengan cahaya terang. Dalam tulisannya, V. V. Petrov menulis bahwa dalam hal ini, "kedamaian yang gelap dapat diterangi dengan cukup terang." Jadi untuk pertama kalinya lampu listrik diperoleh, yang secara praktis diterapkan oleh insinyur listrik Rusia lainnya Pavel Nikolaevich Yablochkov.

"Lilin Yablochkov", yang karyanya didasarkan pada penggunaan busur listrik, membuat revolusi nyata dalam teknik listrik pada masa itu.

Pelepasan busur digunakan sebagai sumber cahaya bahkan hingga hari ini, misalnya, pada lampu sorot dan proyektor. Suhu tinggi dari pelepasan busur memungkinkannya untuk digunakan. Saat ini, tungku busur yang ditenagai oleh arus yang sangat tinggi digunakan di sejumlah industri: untuk peleburan baja, besi tuang, ferroalloy, perunggu, dll. Dan pada tahun 1882, N.N. Benardos pertama kali menggunakan pelepasan busur untuk memotong dan mengelas logam.

Dalam tabung cahaya gas, lampu neon, stabilisator tegangan, untuk mendapatkan berkas elektron dan ion, yang disebut debit gas bercahaya.

Pelepasan percikan digunakan untuk mengukur perbedaan potensial yang besar menggunakan celah percikan bola, yang elektrodanya adalah dua bola logam dengan permukaan yang dipoles. Bola-bola tersebut dipindahkan terpisah, dan perbedaan potensial terukur diterapkan padanya. Kemudian bola-bola itu disatukan sampai percikan melompat di antara mereka. Mengetahui diameter bola, jarak antara mereka, tekanan, suhu dan kelembaban udara, mereka menemukan perbedaan potensial antara bola menurut tabel khusus. Dengan metode ini, dimungkinkan untuk mengukur, dengan akurasi beberapa persen, beda potensial orde puluhan ribu volt.

Tidak ada dielektrik absolut di alam. Pergerakan partikel yang teratur - pembawa muatan listrik - yaitu arus, dapat disebabkan dalam media apa pun, tetapi ini memerlukan kondisi khusus. Kami akan mempertimbangkan di sini bagaimana fenomena listrik berlangsung dalam gas dan bagaimana gas dapat diubah dari dielektrik yang sangat baik menjadi konduktor yang sangat baik. Kami akan tertarik pada kondisi di mana ia muncul, dan juga fitur apa yang dicirikan oleh arus listrik dalam gas.

Sifat listrik gas

Dielektrik adalah zat (medium) di mana konsentrasi partikel - pembawa bebas muatan listrik - tidak mencapai nilai signifikan, akibatnya konduktivitasnya dapat diabaikan. Semua gas adalah dielektrik yang baik. Sifat isolasi mereka digunakan di mana-mana. Misalnya, dalam pemutus sirkuit apa pun, pembukaan sirkuit terjadi ketika kontak dibawa ke posisi sedemikian rupa sehingga celah udara terbentuk di antara mereka. Kabel di saluran listrik juga diisolasi satu sama lain oleh lapisan udara.

Unit struktural dari setiap gas adalah molekul. Ini terdiri dari inti atom dan awan elektron, yaitu kumpulan muatan listrik yang didistribusikan di ruang angkasa dalam beberapa cara. Molekul gas dapat disebabkan oleh kekhasan strukturnya atau terpolarisasi di bawah aksi medan listrik eksternal. Sebagian besar molekul yang membentuk gas netral secara listrik dalam kondisi normal, karena muatan di dalamnya saling meniadakan.

Jika medan listrik diterapkan pada gas, molekul akan mengasumsikan orientasi dipol, menempati posisi spasial yang mengkompensasi efek medan. Partikel bermuatan yang ada dalam gas di bawah pengaruh gaya Coulomb akan mulai bergerak: ion positif - ke arah katoda, ion negatif dan elektron - menuju anoda. Namun, jika medan memiliki potensi yang tidak mencukupi, aliran muatan terarah tunggal tidak terjadi, dan seseorang dapat berbicara tentang arus terpisah, yang begitu lemah sehingga harus diabaikan. Gas berperilaku seperti dielektrik.

Jadi, untuk terjadinya arus listrik dalam gas, diperlukan konsentrasi tinggi pembawa muatan bebas dan adanya medan.

Ionisasi

Proses peningkatan jumlah muatan bebas seperti longsoran dalam gas disebut ionisasi. Dengan demikian, gas di mana ada sejumlah besar partikel bermuatan disebut terionisasi. Dalam gas seperti itulah arus listrik dibuat.

Proses ionisasi dikaitkan dengan pelanggaran netralitas molekul. Sebagai hasil dari pelepasan elektron, ion positif muncul, penempelan elektron ke molekul mengarah pada pembentukan ion negatif. Selain itu, ada banyak elektron bebas dalam gas terionisasi. Ion positif dan terutama elektron adalah pembawa muatan utama untuk arus listrik dalam gas.

Ionisasi terjadi ketika sejumlah energi diberikan ke partikel. Dengan demikian, elektron eksternal dalam komposisi molekul, setelah menerima energi ini, dapat meninggalkan molekul. Tabrakan timbal balik antara partikel bermuatan dengan partikel netral menyebabkan tersingkirnya elektron baru, dan prosesnya mengambil karakter seperti longsoran salju. Energi kinetik partikel juga meningkat, yang sangat mendorong ionisasi.

Dari mana energi yang dikeluarkan untuk eksitasi arus listrik dalam gas berasal? Ionisasi gas memiliki beberapa sumber energi, yang sesuai dengan jenisnya.

1. Ionisasi oleh medan listrik. Dalam hal ini, energi potensial medan diubah menjadi energi kinetik partikel.
2. Ionisasi termal. Peningkatan suhu juga mengarah pada pembentukan sejumlah besar muatan bebas.
3. Fotoionisasi. Inti dari proses ini adalah bahwa elektron disuplai dengan energi oleh kuanta radiasi elektromagnetik - foton, jika mereka memiliki frekuensi yang cukup tinggi (ultraviolet, sinar-x, gamma kuanta).
4. Ionisasi tumbukan adalah hasil konversi energi kinetik partikel yang bertumbukan menjadi energi pelepasan elektron. Seiring dengan ionisasi termal, ia berfungsi sebagai faktor utama dalam eksitasi arus listrik dalam gas.

Setiap gas dicirikan oleh nilai ambang tertentu - energi ionisasi yang diperlukan elektron untuk melepaskan diri dari molekul, mengatasi penghalang potensial. Nilai untuk elektron pertama ini berkisar dari beberapa volt hingga dua puluh volt; lebih banyak energi diperlukan untuk melepaskan elektron berikutnya dari molekul, dan seterusnya.

Harus diperhitungkan bahwa bersamaan dengan ionisasi dalam gas, proses sebaliknya terjadi - rekombinasi, yaitu pemulihan molekul netral di bawah aksi gaya tarik Coulomb.

Debit gas dan jenisnya

Jadi, arus listrik dalam gas disebabkan oleh gerakan teratur partikel bermuatan di bawah aksi medan listrik yang diterapkan padanya. Kehadiran muatan seperti itu, pada gilirannya, dimungkinkan karena berbagai faktor ionisasi.

Jadi, ionisasi termal membutuhkan suhu yang signifikan, tetapi nyala api terbuka sehubungan dengan beberapa proses kimia berkontribusi pada ionisasi. Bahkan pada suhu yang relatif rendah dengan adanya nyala api, munculnya arus listrik dalam gas dicatat, dan eksperimen dengan konduktivitas gas memudahkan untuk memverifikasi ini. Hal ini diperlukan untuk menempatkan nyala api pembakar atau lilin di antara pelat kapasitor bermuatan. Rangkaian yang sebelumnya terbuka karena celah udara pada kapasitor akan menutup. Sebuah galvanometer terhubung ke sirkuit akan menunjukkan adanya arus.

Arus listrik dalam gas disebut pelepasan gas. Harus diingat bahwa untuk menjaga stabilitas pelepasan, aksi ionizer harus konstan, karena karena rekombinasi yang konstan, gas kehilangan sifat konduktif listriknya. Beberapa pembawa arus listrik dalam gas - ion - dinetralkan pada elektroda, yang lain - elektron - sampai ke anoda, dikirim ke "plus" sumber medan. Jika faktor pengion berhenti beroperasi, gas akan segera menjadi dielektrik lagi, dan arus akan berhenti. Arus seperti itu, tergantung pada aksi ionizer eksternal, disebut pelepasan tidak mandiri.

Fitur aliran arus listrik melalui gas dijelaskan oleh ketergantungan khusus dari kekuatan arus pada tegangan - karakteristik tegangan arus.

Mari kita perhatikan perkembangan pelepasan gas pada grafik ketergantungan arus-tegangan. Ketika tegangan naik ke nilai tertentu U 1, arus meningkat sebanding dengan itu, yaitu, hukum Ohm terpenuhi. Energi kinetik meningkat, dan karenanya kecepatan muatan dalam gas, dan proses ini mendahului rekombinasi. Pada nilai tegangan dari U 1 ke U 2, hubungan ini dilanggar; ketika U2 tercapai, semua pembawa muatan mencapai elektroda tanpa memiliki waktu untuk bergabung kembali. Semua muatan gratis terlibat, dan peningkatan tegangan lebih lanjut tidak menyebabkan peningkatan arus. Sifat pergerakan muatan ini disebut arus saturasi. Dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa arus listrik dalam gas juga disebabkan oleh kekhasan perilaku gas terionisasi dalam medan listrik dengan berbagai kekuatan.

Ketika beda potensial di elektroda mencapai nilai tertentu U 3 , tegangan menjadi cukup untuk medan listrik menyebabkan ionisasi seperti longsoran gas. Energi kinetik elektron bebas sudah cukup untuk ionisasi tumbukan molekul. Pada saat yang sama, kecepatannya di sebagian besar gas adalah sekitar 2000 km / s dan lebih tinggi (dihitung dengan rumus perkiraan v=600 U i , di mana U i adalah potensial ionisasi). Pada saat ini, kerusakan gas terjadi dan peningkatan arus yang signifikan terjadi karena sumber ionisasi internal. Oleh karena itu, pelepasan seperti itu disebut independen.

Kehadiran external ionizer dalam hal ini tidak lagi berperan dalam menjaga arus listrik di dalam gas. Pelepasan mandiri dalam kondisi yang berbeda dan dengan karakteristik yang berbeda dari sumber medan listrik dapat memiliki fitur tertentu. Ada jenis self-discharge seperti cahaya, percikan, busur dan korona. Kita akan melihat bagaimana arus listrik berperilaku dalam gas, secara singkat untuk masing-masing jenis ini.

Perbedaan potensial dari 100 (dan bahkan kurang) hingga 1000 volt sudah cukup untuk memulai pelepasan sendiri. Oleh karena itu, pelepasan pijar, yang ditandai dengan kekuatan arus yang rendah (dari 10 -5 A hingga 1 A), terjadi pada tekanan tidak lebih dari beberapa milimeter air raksa.

Dalam tabung dengan gas yang dijernihkan dan elektroda dingin, pelepasan cahaya yang muncul terlihat seperti kabel bercahaya tipis di antara elektroda. Jika kita terus memompa gas keluar dari tabung, filamen akan terhapus, dan pada tekanan sepersepuluh milimeter air raksa, pancaran mengisi tabung hampir sepenuhnya. Cahaya tidak ada di dekat katoda - dalam apa yang disebut ruang katoda gelap. Sisanya disebut kolom positif. Dalam hal ini, proses utama yang memastikan keberadaan pelepasan dilokalisasi tepat di ruang katoda gelap dan di wilayah yang berdekatan dengannya. Di sini, partikel gas bermuatan dipercepat, merobohkan elektron dari katoda.

Dalam pelepasan pijar, penyebab ionisasi adalah emisi elektron dari katoda. Elektron yang dipancarkan oleh katoda menghasilkan dampak ionisasi molekul gas, ion positif yang muncul menyebabkan emisi sekunder dari katoda, dan seterusnya. Cahaya kolom positif terutama disebabkan oleh mundurnya foton oleh molekul gas yang tereksitasi, dan gas yang berbeda dicirikan oleh cahaya warna tertentu. Kolom positif mengambil bagian dalam pembentukan pelepasan pijar hanya sebagai bagian dari rangkaian listrik. Jika Anda mendekatkan elektroda, Anda dapat mencapai hilangnya kolom positif, tetapi pelepasannya tidak akan berhenti. Namun, dengan pengurangan lebih lanjut dalam jarak antara elektroda, pelepasan pijar tidak dapat terjadi.

Perlu dicatat bahwa untuk jenis arus listrik dalam gas ini, fisika dari beberapa proses belum sepenuhnya dijelaskan. Misalnya, sifat gaya yang menyebabkan peningkatan arus untuk memperluas wilayah pada permukaan katoda yang mengambil bagian dalam pelepasan masih belum jelas.

pelepasan percikan

Perincian percikan memiliki karakter berdenyut. Itu terjadi pada tekanan yang mendekati atmosfer normal, dalam kasus di mana kekuatan sumber medan listrik tidak cukup untuk mempertahankan pelepasan stasioner. Dalam hal ini, kuat medannya tinggi dan dapat mencapai 3 MV/m. Fenomena ini ditandai dengan peningkatan tajam dalam pelepasan arus listrik dalam gas, pada saat yang sama tegangan turun sangat cepat, dan pelepasan berhenti. Kemudian perbedaan potensial meningkat lagi, dan seluruh proses diulang.

Dengan jenis pelepasan ini, saluran percikan jangka pendek terbentuk, yang pertumbuhannya dapat dimulai dari titik mana pun di antara elektroda. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa ionisasi tumbukan terjadi secara acak di tempat-tempat di mana jumlah ion terbesar saat ini terkonsentrasi. Di dekat saluran percikan, gas memanas dengan cepat dan mengalami ekspansi termal, yang menyebabkan gelombang akustik. Oleh karena itu, pelepasan percikan disertai dengan derak, serta pelepasan panas dan cahaya terang. Proses ionisasi longsoran menghasilkan tekanan dan suhu tinggi hingga 10.000 derajat dan lebih di saluran percikan.

Contoh paling mencolok dari pelepasan percikan alami adalah petir. Diameter saluran percikan petir utama dapat berkisar dari beberapa sentimeter hingga 4 m, dan panjang saluran dapat mencapai 10 km. Besarnya arus mencapai 500 ribu ampere, dan beda potensial antara awan petir dan permukaan bumi mencapai satu miliar volt.

Petir terpanjang dengan panjang 321 km diamati pada tahun 2007 di Oklahoma, AS. Pemegang rekor untuk durasinya adalah kilat, tercatat pada tahun 2012 di Pegunungan Alpen Prancis - berlangsung lebih dari 7,7 detik. Saat disambar petir, udara bisa memanas hingga 30 ribu derajat, yang 6 kali lebih tinggi dari suhu permukaan Matahari yang terlihat.

Dalam kasus di mana kekuatan sumber medan listrik cukup besar, pelepasan percikan berkembang menjadi pelepasan busur.

Jenis pelepasan mandiri ini dicirikan oleh kerapatan arus yang tinggi dan tegangan rendah (kurang dari debit pijar). Jarak kerusakan kecil karena kedekatan elektroda. Pelepasan dimulai oleh emisi elektron dari permukaan katoda (untuk atom logam, potensi ionisasi kecil dibandingkan dengan molekul gas). Selama kerusakan antara elektroda, kondisi dibuat di mana gas menghantarkan arus listrik, dan pelepasan percikan terjadi, yang menutup sirkuit. Jika daya sumber tegangan cukup besar, pelepasan bunga api berubah menjadi busur listrik yang stabil.

Ionisasi selama pelepasan busur mencapai hampir 100%, kekuatan arus sangat tinggi dan dapat berkisar dari 10 hingga 100 ampere. Pada tekanan atmosfer, busur mampu memanas hingga 5-6 ribu derajat, dan katoda - hingga 3 ribu derajat, yang mengarah pada emisi termionik yang intens dari permukaannya. Pemboman anoda dengan elektron menyebabkan kehancuran sebagian: ceruk terbentuk di atasnya - kawah dengan suhu sekitar 4000 ° C. Peningkatan tekanan menyebabkan peningkatan suhu yang lebih besar.

Saat mengencerkan elektroda, pelepasan busur tetap stabil hingga jarak tertentu, yang memungkinkan untuk mengatasinya di bagian peralatan listrik yang berbahaya karena korosi dan kejenuhan kontak yang disebabkan olehnya. Ini adalah perangkat seperti sakelar tegangan tinggi dan otomatis, kontaktor, dan lainnya. Salah satu metode untuk memerangi busur yang terjadi ketika kontak terbuka adalah penggunaan peluncuran busur berdasarkan prinsip perpanjangan busur. Banyak metode lain juga digunakan: kontak shunting, menggunakan bahan dengan potensi ionisasi tinggi, dan sebagainya.

Perkembangan pelepasan korona terjadi pada tekanan atmosfer normal di bidang yang sangat tidak homogen di dekat elektroda dengan kelengkungan permukaan yang besar. Ini bisa berupa menara, tiang, kabel, berbagai elemen peralatan listrik yang bentuknya rumit, dan bahkan rambut manusia. Elektroda semacam itu disebut elektroda korona. Proses ionisasi dan, karenanya, pancaran gas hanya terjadi di dekatnya.

Korona dapat terbentuk baik di katoda (korona negatif) ketika dibombardir dengan ion, dan di anoda (positif) sebagai hasil fotoionisasi. Korona negatif, di mana proses ionisasi diarahkan menjauh dari elektroda sebagai akibat dari emisi termal, ditandai dengan cahaya yang merata. Di korona positif, pita dapat diamati - garis bercahaya dengan konfigurasi rusak yang dapat berubah menjadi saluran percikan.

Contoh pelepasan korona dalam kondisi alami adalah yang terjadi di ujung tiang tinggi, puncak pohon, dan sebagainya. Mereka terbentuk pada kekuatan medan listrik yang tinggi di atmosfer, seringkali sebelum badai petir atau selama badai salju. Selain itu, mereka disematkan pada kulit pesawat yang jatuh ke awan abu vulkanik.

Pelepasan korona pada kabel saluran listrik menyebabkan kerugian listrik yang signifikan. Pada tegangan tinggi, pelepasan korona dapat berubah menjadi busur. Itu diperangi dengan berbagai cara, misalnya, dengan meningkatkan jari-jari kelengkungan konduktor.

Arus listrik dalam gas dan plasma

Gas yang terionisasi seluruhnya atau sebagian disebut plasma dan dianggap sebagai wujud materi keempat. Secara keseluruhan, plasma bersifat netral, karena muatan total partikel penyusunnya adalah nol. Ini membedakannya dari sistem partikel bermuatan lainnya, seperti, misalnya, berkas elektron.

Dalam kondisi alami, plasma terbentuk, sebagai suatu peraturan, pada suhu tinggi karena tumbukan atom gas dengan kecepatan tinggi. Sebagian besar materi barionik di alam semesta berada dalam bentuk plasma. Ini adalah bintang, bagian dari materi antarbintang, gas antargalaksi. Ionosfer bumi juga merupakan plasma terionisasi lemah yang dijernihkan.

Derajat ionisasi merupakan karakteristik penting dari plasma; sifat konduktifnya bergantung padanya. Derajat ionisasi didefinisikan sebagai perbandingan jumlah atom yang terionisasi dengan jumlah total atom per satuan volume. Semakin terionisasi plasma, semakin tinggi konduktivitas listriknya. Selain itu, ia memiliki mobilitas yang tinggi.

Oleh karena itu, kita melihat bahwa gas-gas yang menghantarkan listrik di dalam saluran pelepasan tidak lain adalah plasma. Jadi, pelepasan cahaya dan korona adalah contoh plasma dingin; saluran percikan petir atau busur listrik adalah contoh plasma panas yang hampir terionisasi sempurna.

Arus listrik dalam logam, cairan dan gas - perbedaan dan persamaan

Mari kita pertimbangkan fitur-fitur yang menjadi ciri pelepasan gas dibandingkan dengan sifat-sifat arus di media lain.

Dalam logam, arus adalah pergerakan elektron bebas yang terarah yang tidak memerlukan perubahan kimia. Konduktor jenis ini disebut konduktor jenis pertama; ini termasuk, selain logam dan paduan, batu bara, beberapa garam dan oksida. Mereka dibedakan oleh konduktivitas elektronik.

Konduktor jenis kedua adalah elektrolit, yaitu larutan alkali cair, asam dan garam. Aliran arus dikaitkan dengan perubahan kimia dalam elektrolit - elektrolisis. Ion suatu zat yang dilarutkan dalam air, di bawah aksi perbedaan potensial, bergerak ke arah yang berlawanan: kation positif - ke katoda, anion negatif - ke anoda. Proses tersebut disertai dengan evolusi gas atau pengendapan lapisan logam pada katoda. Konduktor jenis kedua dicirikan oleh konduktivitas ionik.

Adapun konduktivitas gas, pertama, sementara, dan kedua, memiliki tanda-tanda persamaan dan perbedaan masing-masing. Jadi, arus listrik dalam elektrolit dan gas adalah aliran partikel bermuatan berlawanan yang diarahkan ke elektroda yang berlawanan. Namun, sementara elektrolit dicirikan oleh konduktivitas ionik murni, dalam pelepasan gas dengan kombinasi jenis konduktivitas elektronik dan ionik, peran utama adalah elektron. Perbedaan lain antara arus listrik dalam cairan dan gas adalah sifat ionisasi. Dalam elektrolit, molekul senyawa terlarut terdisosiasi dalam air, tetapi dalam gas, molekul tidak terurai, tetapi hanya kehilangan elektron. Oleh karena itu, pelepasan gas, seperti arus dalam logam, tidak terkait dengan perubahan kimia.

Arus pada zat cair dan gas juga tidak sama. Konduktivitas elektrolit secara keseluruhan mematuhi hukum Ohm, tetapi tidak diamati selama pelepasan gas. Karakteristik volt-ampere gas memiliki karakter yang jauh lebih kompleks terkait dengan sifat-sifat plasma.

Perlu juga disebutkan ciri-ciri umum dan khusus dari arus listrik dalam gas dan dalam ruang hampa. Vakum adalah dielektrik yang hampir sempurna. "Hampir" - karena dalam ruang hampa, meskipun tidak ada (lebih tepatnya, konsentrasi yang sangat rendah) dari pembawa muatan bebas, arus juga dimungkinkan. Tetapi pembawa potensial sudah ada di dalam gas, mereka hanya perlu terionisasi. Pembawa muatan dibawa ke ruang hampa dari materi. Sebagai aturan, ini terjadi dalam proses emisi elektron, misalnya, ketika katoda dipanaskan (emisi termionik). Namun, seperti yang telah kita lihat, emisi juga memainkan peran penting dalam berbagai jenis pelepasan gas.

Penggunaan pelepasan gas dalam teknologi

Efek berbahaya dari pelepasan tertentu telah dibahas secara singkat di atas. Sekarang mari kita perhatikan manfaat yang mereka bawa dalam industri dan kehidupan sehari-hari.

Glow discharge digunakan dalam teknik elektro (stabilisator tegangan), dalam teknologi pelapisan (metode sputtering katoda berdasarkan fenomena korosi katoda). Dalam elektronik, ini digunakan untuk menghasilkan berkas ion dan elektron. Area aplikasi yang terkenal untuk pelepasan pijar adalah lampu fluoresen dan yang disebut lampu ekonomis serta tabung pelepasan neon dan argon dekoratif. Selain itu, pelepasan cahaya digunakan dalam dan dalam spektroskopi.

Pelepasan bunga api digunakan dalam sekering, dalam metode elektroerosif dari pemrosesan logam presisi (pemotongan bunga api, pengeboran, dan sebagainya). Tetapi paling dikenal untuk penggunaan mesin pembakaran internal pada busi dan peralatan rumah tangga (kompor gas).

Pelepasan busur, yang pertama kali digunakan dalam teknologi pencahayaan sejak tahun 1876 (lilin Yablochkov - "cahaya Rusia"), masih berfungsi sebagai sumber cahaya - misalnya, pada proyektor dan lampu sorot yang kuat. Dalam teknik listrik, busur digunakan dalam penyearah merkuri. Selain itu, digunakan dalam pengelasan listrik, pemotongan logam, tungku listrik industri untuk peleburan baja dan paduan.

Pelepasan korona menemukan aplikasi dalam presipitator elektrostatik untuk pemurnian gas ion, di penghitung partikel dasar, di penangkal petir, dalam sistem pendingin udara. Pelepasan korona juga bekerja di mesin fotokopi dan printer laser, di mana ia mengisi dan mengeluarkan drum fotosensitif dan mentransfer bubuk dari drum ke kertas.

Dengan demikian, pelepasan gas dari semua jenis banyak digunakan. Arus listrik dalam gas berhasil dan efektif digunakan di banyak bidang teknologi.

Topik pengkode USE: pembawa muatan listrik bebas dalam gas.

Dalam kondisi biasa, gas terdiri dari atom atau molekul yang netral secara elektrik; Hampir tidak ada biaya gratis dalam gas. Oleh karena itu gas adalah dielektrik- arus listrik tidak melewatinya.

Kami mengatakan "hampir tidak ada" karena pada kenyataannya, dalam gas dan, khususnya, di udara, selalu ada sejumlah partikel bermuatan bebas. Mereka muncul sebagai akibat dari efek pengion radiasi dari zat radioaktif yang membentuk kerak bumi, radiasi ultraviolet dan sinar-x dari matahari, serta sinar kosmik - aliran partikel berenergi tinggi yang menembus atmosfer bumi dari luar angkasa . Nanti kita akan kembali ke fakta ini dan membahas pentingnya, tetapi untuk saat ini kita hanya akan mencatat bahwa dalam kondisi normal konduktivitas gas, yang disebabkan oleh jumlah muatan bebas "alami", dapat diabaikan dan dapat diabaikan.

Tindakan sakelar di sirkuit listrik didasarkan pada sifat isolasi celah udara ( gbr. 1). Misalnya, celah udara kecil di sakelar lampu sudah cukup untuk membuka sirkuit listrik di kamar Anda.

Beras. 1 kunci

Namun, dimungkinkan untuk menciptakan kondisi seperti itu di mana arus listrik akan muncul di celah gas. Mari simak pengalaman berikut.

Kami mengisi pelat kapasitor udara dan menghubungkannya ke galvanometer sensitif (Gbr. 2, kiri). Pada suhu kamar dan udara yang tidak terlalu lembab, galvanometer tidak akan menunjukkan arus yang nyata: celah udara kami, seperti yang kami katakan, bukanlah penghantar listrik.

Beras. 2. Terjadinya arus di udara

Sekarang mari kita bawa nyala api kompor atau lilin ke celah di antara pelat kapasitor (Gbr. 2, di sebelah kanan). Saat ini muncul! Mengapa?

Biaya gratis dalam gas

Terjadinya arus listrik antara pelat kondensor berarti di udara di bawah pengaruh nyala api muncul biaya gratis. Apa tepatnya?

Pengalaman menunjukkan bahwa arus listrik dalam gas adalah gerakan teratur partikel bermuatan. tiga jenis. Ini elektron, ion positif dan ion negatif.

Mari kita lihat bagaimana muatan ini dapat muncul dalam gas.

Saat suhu gas meningkat, getaran termal partikelnya - molekul atau atom - menjadi lebih kuat. Dampak partikel terhadap satu sama lain mencapai kekuatan sedemikian rupa sehingga ionisasi- peluruhan partikel netral menjadi elektron dan ion positif (Gbr. 3).

Beras. 3. Ionisasi

Derajat ionisasi adalah rasio jumlah partikel gas yang membusuk dengan jumlah total partikel awal. Misalnya, jika derajat ionisasinya adalah , maka ini berarti partikel gas asli telah meluruh menjadi ion dan elektron positif.

Tingkat ionisasi gas tergantung pada suhu dan meningkat tajam dengan kenaikannya. Untuk hidrogen, misalnya, pada suhu di bawah derajat ionisasi tidak melebihi , dan pada suhu di atas derajat ionisasi mendekati (yaitu, hidrogen hampir sepenuhnya terionisasi (gas terionisasi sebagian atau seluruhnya disebut gas plasma)).

Selain suhu tinggi, ada faktor lain yang menyebabkan ionisasi gas.

Kami telah menyebutkannya secara sepintas: ini adalah radiasi radioaktif, ultraviolet, sinar-X dan sinar gamma, partikel kosmik. Faktor apa saja yang menyebabkan terjadinya ionisasi gas disebut pengion.

Jadi, ionisasi tidak terjadi dengan sendirinya, tetapi di bawah pengaruh ionizer.

Pada saat yang sama, proses sebaliknya rekombinasi, yaitu, reuni elektron dan ion positif menjadi partikel netral (Gbr. 4).

Beras. 4. Rekombinasi

Alasan rekombinasi sederhana: ini adalah gaya tarik Coulomb dari elektron dan ion yang bermuatan berlawanan. Bergegas menuju satu sama lain di bawah aksi gaya listrik, mereka bertemu dan mendapatkan kesempatan untuk membentuk atom netral (atau molekul - tergantung pada jenis gas).

Pada intensitas konstan aksi ionizer, keseimbangan dinamis ditetapkan: jumlah rata-rata partikel yang meluruh per satuan waktu sama dengan jumlah rata-rata partikel yang bergabung kembali (dengan kata lain, laju ionisasi sama dengan laju rekombinasi). aksi ionizer diperkuat (misalnya, suhu dinaikkan), maka kesetimbangan dinamis akan bergeser ke arah ionisasi, dan konsentrasi partikel bermuatan dalam gas akan meningkat. Sebaliknya, jika Anda mematikan ionizer, maka rekombinasi akan mulai berlaku, dan biaya gratis secara bertahap akan hilang sepenuhnya.

Jadi, ion positif dan elektron muncul dalam gas sebagai hasil ionisasi. Dari mana jenis muatan ketiga berasal - ion negatif? Sangat sederhana: sebuah elektron dapat terbang ke atom netral dan bergabung dengannya! Proses ini ditunjukkan pada Gambar. 5 .

Beras. 5. Munculnya ion negatif

Ion negatif yang terbentuk dengan cara ini akan berpartisipasi dalam penciptaan arus bersama dengan ion positif dan elektron.

Pelepasan non-diri sendiri

Jika tidak ada medan listrik eksternal, maka muatan bebas melakukan gerakan termal kacau bersama dengan partikel gas netral. Tetapi ketika medan listrik diterapkan, gerakan teratur partikel bermuatan dimulai - arus listrik dalam gas.

Beras. 6. Pembuangan yang tidak mandiri

pada gambar. 6 kita melihat tiga jenis partikel bermuatan yang muncul di celah gas di bawah aksi ionizer: ion positif, ion negatif, dan elektron. Arus listrik dalam gas terbentuk sebagai akibat dari pergerakan partikel bermuatan: ion positif - ke elektroda negatif (katoda), elektron dan ion negatif - ke elektroda positif (anoda).

Elektron, jatuh pada anoda positif, dikirim sepanjang sirkuit ke "plus" dari sumber arus. Ion negatif menyumbangkan elektron ekstra ke anoda dan, setelah menjadi partikel netral, kembali ke gas; elektron yang diberikan ke anoda juga mengalir ke "plus" sumbernya. Ion positif, datang ke katoda, mengambil elektron dari sana; kekurangan elektron yang dihasilkan di katoda segera dikompensasikan dengan pengiriman mereka di sana dari "minus" sumber. Sebagai hasil dari proses ini, pergerakan elektron yang teratur terjadi di sirkuit eksternal. Ini adalah arus listrik yang dicatat oleh galvanometer.

Proses yang dijelaskan pada Gambar. 6 disebut debit tidak mandiri dalam gas. Mengapa tergantung? Oleh karena itu, untuk mempertahankannya, aksi ionizer yang konstan diperlukan. Lepaskan ionizer - dan arus akan berhenti, karena mekanisme yang memastikan munculnya muatan gratis di celah gas akan hilang. Ruang antara anoda dan katoda akan kembali menjadi isolator.

Karakteristik volt-ampere dari pelepasan gas

Ketergantungan kekuatan arus melalui celah gas pada tegangan antara anoda dan katoda (yang disebut karakteristik tegangan arus dari pelepasan gas) ditunjukkan pada Gambar. 7.

Beras. 7. Karakteristik volt-ampere dari pelepasan gas

Pada tegangan nol, kekuatan arus, tentu saja, sama dengan nol: partikel bermuatan hanya melakukan gerakan termal, tidak ada gerakan teratur di antara elektroda.

Dengan tegangan yang kecil, kuat arusnya juga kecil. Faktanya adalah bahwa tidak semua partikel bermuatan ditakdirkan untuk sampai ke elektroda: beberapa ion positif dan elektron dalam proses pergerakannya saling menemukan dan bergabung kembali.

Ketika tegangan meningkat, muatan bebas berkembang semakin cepat, dan semakin kecil kemungkinan ion positif dan elektron harus bertemu dan bergabung kembali. Oleh karena itu, bagian yang meningkat dari partikel bermuatan mencapai elektroda, dan kekuatan arus meningkat (bagian ).

Pada nilai tegangan (titik ) tertentu, kecepatan pengisian menjadi sangat tinggi sehingga rekombinasi tidak sempat terjadi sama sekali. Dari sekarang semua partikel bermuatan yang terbentuk di bawah aksi ionizer mencapai elektroda, dan arus mencapai saturasi- Yaitu, kekuatan arus berhenti berubah dengan meningkatnya tegangan. Ini akan terus berlanjut hingga titik tertentu.

pelepasan diri

Setelah melewati titik, kekuatan arus meningkat tajam dengan meningkatnya tegangan - dimulai pelepasan mandiri. Sekarang kita akan mencari tahu apa itu.

Partikel gas bermuatan bergerak dari tumbukan ke tumbukan; dalam interval antara tumbukan, mereka dipercepat oleh medan listrik, meningkatkan energi kinetiknya. Dan sekarang, ketika tegangan menjadi cukup besar (titik yang sama), elektron selama jalur bebasnya mencapai energi sedemikian rupa sehingga ketika mereka bertabrakan dengan atom netral, mereka mengionisasinya! (Menggunakan hukum kekekalan momentum dan energi, dapat ditunjukkan bahwa elektron (dan bukan ion) yang dipercepat oleh medan listriklah yang memiliki kemampuan maksimum untuk mengionisasi atom.)

Disebut ionisasi dampak elektron. Elektron tersingkir dari atom terionisasi juga dipercepat oleh medan listrik dan menabrak atom baru, mengionisasi mereka sekarang dan menghasilkan elektron baru. Sebagai hasil dari longsoran elektron yang muncul, jumlah atom terionisasi meningkat dengan cepat, akibatnya kekuatan arus juga meningkat dengan cepat.

Jumlah muatan bebas menjadi begitu besar sehingga kebutuhan akan ionizer eksternal dihilangkan. Itu bisa dihilangkan begitu saja. Partikel bermuatan bebas sekarang muncul sebagai akibat dari intern proses yang terjadi dalam gas - itu sebabnya pelepasannya disebut independen.

Jika celah gas di bawah tegangan tinggi, maka tidak diperlukan ionizer untuk self-discharge. Cukup untuk menemukan hanya satu elektron bebas dalam gas, dan longsoran elektron yang dijelaskan di atas akan dimulai. Dan akan selalu ada setidaknya satu elektron bebas!

Mari kita ingat sekali lagi bahwa dalam gas, bahkan dalam kondisi normal, ada sejumlah muatan bebas "alami" tertentu, karena radiasi radioaktif pengion dari kerak bumi, radiasi frekuensi tinggi dari Matahari, dan sinar kosmik. Kita telah melihat bahwa pada tegangan rendah, konduktivitas gas yang disebabkan oleh muatan bebas ini dapat diabaikan, tetapi sekarang - pada tegangan tinggi - mereka akan menimbulkan longsoran partikel baru, sehingga menimbulkan pelepasan independen. Itu akan terjadi seperti yang mereka katakan kerusakan celah gas.

Kuat medan yang dibutuhkan untuk memecah udara kering kira-kira kV/cm. Dengan kata lain, agar percikan melompat di antara elektroda yang dipisahkan oleh satu sentimeter udara, tegangan kilovolt harus diterapkan padanya. Bayangkan tegangan apa yang dibutuhkan untuk menembus beberapa kilometer udara! Tetapi justru kerusakan seperti itu yang terjadi selama badai petir - ini adalah petir yang Anda ketahui.

Dalam kondisi normal, gas bersifat dielektrik, karena terdiri dari atom dan molekul netral, dan mereka tidak memiliki jumlah muatan bebas yang cukup. Gas menjadi konduktor hanya jika entah bagaimana terionisasi. Proses ionisasi gas terdiri dari fakta bahwa di bawah pengaruh alasan apa pun satu atau lebih elektron terlepas dari atom. Akibatnya, alih-alih atom netral, ion positif dan elektron.

Penguraian molekul menjadi ion dan elektron disebut ionisasi gas.

Bagian dari elektron yang terbentuk dapat ditangkap oleh atom netral lainnya, dan kemudian muncul ion bermuatan negatif.

Jadi, ada tiga jenis pembawa muatan dalam gas terionisasi: elektron, ion positif, dan negatif.

Pemisahan elektron dari atom membutuhkan pengeluaran energi tertentu - energi ionisasi W saya . Energi ionisasi tergantung pada sifat kimia gas dan keadaan energi elektron dalam atom. Jadi, untuk pelepasan elektron pertama dari atom nitrogen, energi 14,5 eV dihabiskan, dan untuk pelepasan elektron kedua - 29,5 eV, untuk pelepasan ketiga - 47,4 eV.

Faktor penyebab terjadinya ionisasi gas disebut pengion.

Ada tiga jenis ionisasi: ionisasi termal, fotoionisasi, dan ionisasi impak.

Ionisasi termal terjadi sebagai akibat dari tumbukan atom atau molekul gas pada suhu tinggi, jika energi kinetik dari gerak relatif partikel yang bertabrakan melebihi energi ikat elektron dalam atom.

Fotoionisasi terjadi di bawah pengaruh radiasi elektromagnetik (ultraviolet, sinar-x atau -radiasi), ketika energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari atom ditransfer kepadanya oleh kuantum radiasi.

Ionisasi oleh dampak elektron(atau dampak ionisasi) adalah pembentukan ion bermuatan positif sebagai akibat tumbukan atom atau molekul dengan elektron cepat dengan energi kinetik tinggi.

Proses ionisasi gas selalu disertai dengan proses kebalikan dari pemulihan molekul netral dari ion bermuatan berlawanan karena gaya tarik listriknya. Fenomena ini disebut rekombinasi. Selama rekombinasi, energi yang dilepaskan sama dengan energi yang dihabiskan untuk ionisasi. Ini dapat menyebabkan, misalnya, pancaran gas.

Jika aksi ionizer tidak berubah, maka keseimbangan dinamis terbentuk dalam gas terionisasi, di mana banyak molekul dipulihkan per satuan waktu saat mereka meluruh menjadi ion. Dalam hal ini, konsentrasi partikel bermuatan dalam gas terionisasi tetap tidak berubah. Namun, jika aksi ionizer dihentikan, maka rekombinasi akan mulai terjadi atas ionisasi, dan jumlah ion akan berkurang dengan cepat hingga hampir nol. Akibatnya, keberadaan partikel bermuatan dalam gas adalah fenomena sementara (selama ionizer beroperasi).

Dengan tidak adanya medan eksternal, partikel bermuatan bergerak secara acak.

pelepasan gas

Ketika gas terionisasi ditempatkan dalam medan listrik, gaya listrik mulai bekerja pada muatan bebas, dan mereka melayang sejajar dengan garis tegangan: elektron dan ion negatif - ke anoda, ion positif - ke katoda (Gbr. 1) . Pada elektroda, ion berubah menjadi atom netral dengan menyumbangkan atau menerima elektron, sehingga menyelesaikan rangkaian. Arus listrik dihasilkan dalam gas.

Arus listrik dalam gas adalah pergerakan ion dan elektron yang terarah.

Arus listrik dalam gas disebut pelepasan gas.

Arus total dalam gas terdiri dari dua aliran partikel bermuatan: aliran menuju katoda dan aliran menuju anoda.

Dalam gas, konduktivitas elektronik, mirip dengan konduktivitas logam, dikombinasikan dengan konduktivitas ionik, mirip dengan konduktivitas larutan berair atau lelehan elektrolit.

Dengan demikian, konduktivitas gas memiliki karakter ion-elektronik.

abstrak fisika

pada topik:

"Arus listrik dalam gas".

Arus listrik dalam gas.

1. Pelepasan listrik dalam gas.

Semua gas dalam keadaan alaminya tidak menghantarkan listrik. Hal ini terlihat dari pengalaman berikut:

Mari kita ambil elektrometer dengan cakram kapasitor datar yang terpasang padanya dan isi daya. Pada suhu kamar, jika udara cukup kering, kapasitor tidak keluar secara nyata - posisi jarum elektrometer tidak berubah. Butuh waktu lama untuk melihat penurunan sudut defleksi jarum elektrometer. Hal ini menunjukkan bahwa arus listrik di udara antar piringan sangat kecil. Pengalaman ini menunjukkan bahwa udara merupakan penghantar arus listrik yang buruk.

Mari kita modifikasi eksperimennya: mari kita panaskan udara di antara cakram dengan nyala lampu alkohol. Kemudian sudut defleksi penunjuk elektrometer berkurang dengan cepat, yaitu perbedaan potensial antara disk kapasitor berkurang - kapasitor habis. Akibatnya, udara panas di antara cakram telah menjadi konduktor, dan arus listrik terbentuk di dalamnya.

Sifat isolasi gas dijelaskan oleh fakta bahwa tidak ada muatan listrik bebas di dalamnya: atom dan molekul gas dalam keadaan alaminya netral.

2. Ionisasi gas.

Pengalaman di atas menunjukkan bahwa partikel bermuatan muncul dalam gas di bawah pengaruh suhu tinggi. Mereka muncul sebagai akibat dari pemisahan satu atau lebih elektron dari atom gas, sebagai akibatnya ion positif dan elektron muncul alih-alih atom netral. Beberapa elektron yang terbentuk kemudian dapat ditangkap oleh atom netral lainnya, dan kemudian akan muncul lebih banyak ion negatif. Penguraian molekul gas menjadi elektron dan ion positif disebut ionisasi gas.

Memanaskan gas ke suhu tinggi bukan satu-satunya cara untuk mengionisasi molekul atau atom gas. Ionisasi gas dapat terjadi di bawah pengaruh berbagai interaksi eksternal: pemanasan gas yang kuat, sinar-x, sinar-a, b- dan g yang timbul dari peluruhan radioaktif, sinar kosmik, pemboman molekul gas oleh elektron atau ion yang bergerak cepat. Faktor penyebab terjadinya ionisasi gas disebut pengion. Sifat kuantitatif dari proses ionisasi adalah intensitas ionisasi, diukur dengan jumlah pasangan partikel bermuatan berlawanan tanda yang muncul dalam satuan volume gas per satuan waktu.

Ionisasi atom membutuhkan pengeluaran energi tertentu - energi ionisasi. Untuk mengionisasi atom (atau molekul), perlu dilakukan kerja melawan gaya interaksi antara elektron yang dikeluarkan dan partikel atom (atau molekul) lainnya. Kerja ini disebut kerja ionisasi A i . Nilai kerja ionisasi tergantung pada sifat kimia gas dan keadaan energi elektron yang dikeluarkan dalam atom atau molekul.

Setelah penghentian pengion, jumlah ion dalam gas berkurang dari waktu ke waktu dan akhirnya ion hilang sama sekali. Hilangnya ion dijelaskan oleh fakta bahwa ion dan elektron berpartisipasi dalam gerakan termal dan karena itu bertabrakan satu sama lain. Ketika ion positif dan elektron bertabrakan, mereka dapat bersatu kembali menjadi atom netral. Dengan cara yang sama, ketika ion positif dan negatif bertabrakan, ion negatif dapat menyerahkan kelebihan elektronnya kepada ion positif dan kedua ion tersebut akan berubah menjadi atom netral. Proses netralisasi timbal balik ion ini disebut rekombinasi ion. Ketika ion positif dan elektron atau dua ion bergabung kembali, energi tertentu dilepaskan, sama dengan energi yang dihabiskan untuk ionisasi. Sebagian, itu dipancarkan dalam bentuk cahaya, dan oleh karena itu rekombinasi ion disertai dengan pendaran (luminescence of rekombinasi).

Dalam fenomena pelepasan listrik dalam gas, ionisasi atom oleh tumbukan elektron memainkan peran penting. Proses ini terdiri dari fakta bahwa elektron yang bergerak dengan energi kinetik yang cukup merobohkan satu atau lebih elektron atom darinya ketika bertabrakan dengan atom netral, akibatnya atom netral berubah menjadi ion positif, dan elektron baru muncul di gas (ini akan dibahas nanti).

Tabel di bawah ini memberikan energi ionisasi beberapa atom.

3. Mekanisme konduktivitas listrik gas.

Mekanisme konduktivitas gas mirip dengan mekanisme konduktivitas larutan elektrolit dan lelehan. Dengan tidak adanya medan eksternal, partikel bermuatan, seperti molekul netral, bergerak secara acak. Jika ion dan elektron bebas berada dalam medan listrik eksternal, maka mereka bergerak secara terarah dan menciptakan arus listrik dalam gas.

Dengan demikian, arus listrik dalam gas adalah pergerakan ion positif ke katoda, dan ion negatif dan elektron ke anoda. Arus total dalam gas terdiri dari dua aliran partikel bermuatan: aliran menuju anoda dan aliran menuju katoda.

Netralisasi partikel bermuatan terjadi pada elektroda, seperti dalam kasus aliran arus listrik melalui larutan dan lelehan elektrolit. Namun, dalam gas tidak ada pelepasan zat pada elektroda, seperti halnya dalam larutan elektrolit. Ion gas, mendekati elektroda, memberikan muatannya, berubah menjadi molekul netral dan berdifusi kembali menjadi gas.

Perbedaan lain dalam konduktivitas listrik gas terionisasi dan larutan (meleleh) elektrolit adalah bahwa muatan negatif selama aliran arus melalui gas ditransfer terutama bukan oleh ion negatif, tetapi oleh elektron, meskipun konduktivitas karena ion negatif juga dapat berperan. peran tertentu.

Dengan demikian, gas menggabungkan konduktivitas elektronik, mirip dengan konduktivitas logam, dengan konduktivitas ionik, mirip dengan konduktivitas larutan air dan lelehan elektrolit.

4. Pelepasan gas yang tidak mandiri.

Proses melewatkan arus listrik melalui gas disebut pelepasan gas. Jika konduktivitas listrik gas dibuat oleh ionizers eksternal, maka arus listrik yang timbul di dalamnya disebut pelepasan gas yang tidak mandiri. Dengan penghentian aksi ionizers eksternal, pelepasan non-berkelanjutan berhenti. Pelepasan gas yang tidak mandiri tidak disertai dengan pancaran gas.

Di bawah ini adalah grafik ketergantungan kekuatan arus pada tegangan untuk pelepasan non-berkelanjutan dalam gas. Sebuah tabung kaca dengan dua elektroda logam disolder ke dalam kaca digunakan untuk memplot grafik. Rantai dirakit seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Pada tegangan tertentu, tiba saatnya di mana semua partikel bermuatan yang dibentuk dalam gas oleh ionizer dalam sedetik mencapai elektroda dalam waktu yang sama. Peningkatan tegangan lebih lanjut tidak dapat lagi menyebabkan peningkatan jumlah ion yang diangkut. Arus mencapai saturasi (bagian horizontal grafik 1).

5. Pelepasan gas independen.

Pelepasan listrik dalam gas yang berlangsung setelah penghentian aksi ionizer eksternal disebut pelepasan gas independen. Untuk implementasinya, perlu bahwa sebagai akibat dari pelepasan itu sendiri, muatan bebas terus menerus terbentuk dalam gas. Sumber utama kemunculannya adalah dampak ionisasi molekul gas.

Jika, setelah mencapai saturasi, kita terus meningkatkan beda potensial antara elektroda, maka kekuatan arus pada tegangan yang cukup tinggi akan meningkat tajam (grafik 2).

Ini berarti bahwa ion tambahan muncul dalam gas, yang terbentuk karena aksi ionizer. Kekuatan arus dapat meningkat ratusan dan ribuan kali, dan jumlah partikel bermuatan yang muncul selama pelepasan dapat menjadi sangat besar sehingga pengion eksternal tidak lagi diperlukan untuk mempertahankan pelepasan. Oleh karena itu, ionizer sekarang dapat dihilangkan.

Apa alasan peningkatan tajam dalam kekuatan arus pada tegangan tinggi? Mari kita pertimbangkan setiap pasangan partikel bermuatan (ion positif dan elektron) yang terbentuk karena aksi ionizer eksternal. Elektron bebas yang muncul dengan cara ini mulai bergerak menuju elektroda positif - anoda, dan ion positif - menuju katoda. Dalam perjalanannya, elektron bertemu ion dan atom netral. Dalam interval antara dua tumbukan yang berurutan, energi elektron meningkat karena kerja gaya medan listrik.

Semakin besar beda potensial antara elektroda, semakin besar kuat medan listrik. Energi kinetik elektron sebelum tumbukan berikutnya sebanding dengan kuat medan dan jalur bebas elektron: MV 2 /2=eEl. Jika energi kinetik elektron melebihi kerja A i yang perlu dilakukan untuk mengionisasi atom (atau molekul) netral, mis. MV 2 >A i , maka ketika elektron bertabrakan dengan atom (atau molekul), elektron tersebut terionisasi. Akibatnya, alih-alih satu elektron, muncul dua elektron (menyerang atom dan terkoyak dari atom). Mereka, pada gilirannya, menerima energi di lapangan dan mengionisasi atom yang datang, dll. Akibatnya, jumlah partikel bermuatan meningkat dengan cepat, dan longsoran elektron muncul. Proses yang dijelaskan disebut ionisasi dampak elektron.

Tetapi ionisasi oleh tumbukan elektron saja tidak dapat memastikan pemeliharaan muatan independen. Memang, bagaimanapun, semua elektron yang muncul dengan cara ini bergerak menuju anoda dan, setelah mencapai anoda, "keluar dari permainan". Untuk mempertahankan pelepasannya memerlukan emisi elektron dari katoda ("emisi" berarti "emisi"). Emisi elektron dapat disebabkan oleh beberapa alasan.

Ion positif, terbentuk selama tumbukan elektron dengan atom netral, dalam pergerakannya ke katoda memperoleh energi kinetik yang besar di bawah aksi medan. Ketika ion secepat itu mengenai katoda, elektron terlempar keluar dari permukaan katoda.

Selain itu, katoda dapat memancarkan elektron ketika dipanaskan hingga suhu tinggi. Proses ini disebut emisi termionik. Ini dapat dianggap sebagai penguapan elektron dari logam. Pada banyak zat padat, emisi termionik terjadi pada suhu di mana penguapan zat itu sendiri masih kecil. Zat tersebut digunakan untuk pembuatan katoda.

Selama self-discharge, katoda dapat dipanaskan dengan membombardirnya dengan ion positif. Jika energi ion tidak terlalu tinggi, maka elektron tidak tersingkir dari katoda dan elektron dipancarkan karena emisi termionik.

6. Berbagai jenis self-discharge dan aplikasi teknisnya.

Tergantung pada sifat dan keadaan gas, sifat dan lokasi elektroda, serta tegangan yang diterapkan pada elektroda, berbagai jenis pelepasan sendiri terjadi. Mari kita pertimbangkan beberapa di antaranya.

A. Pelepasan yang membara.

Sebuah pelepasan cahaya diamati dalam gas pada tekanan rendah dari urutan beberapa puluh milimeter air raksa dan kurang. Jika kita mempertimbangkan tabung dengan debit cahaya, kita dapat melihat bahwa bagian utama dari debit cahaya adalah: katoda Ruang Gelap, jauh dari dia negatif atau cahaya membara, yang secara bertahap masuk ke daerah itu ruang gelap faraday. Ketiga wilayah ini membentuk bagian katoda dari pelepasan, diikuti oleh bagian bercahaya utama dari pelepasan, yang menentukan sifat optiknya dan disebut kolom positif.

Peran utama dalam menjaga pelepasan cahaya dimainkan oleh dua wilayah pertama dari bagian katodanya. Ciri khas dari jenis pelepasan ini adalah penurunan tajam potensial di dekat katoda, yang dikaitkan dengan konsentrasi ion positif yang tinggi pada batas daerah I dan II, karena kecepatan ion yang relatif rendah di dekat katoda. Di ruang gelap katoda, ada percepatan kuat elektron dan ion positif, menjatuhkan elektron dari katoda. Di wilayah pancaran cahaya, elektron menghasilkan ionisasi tumbukan kuat dari molekul gas dan kehilangan energinya. Di sini, ion positif terbentuk, yang diperlukan untuk mempertahankan pelepasan. Kuat medan listrik di wilayah ini rendah. Cahaya yang membara terutama disebabkan oleh rekombinasi ion dan elektron. Panjang ruang gelap katoda ditentukan oleh sifat-sifat gas dan bahan katoda.

Di daerah kolom positif, konsentrasi elektron dan ion kira-kira sama dan sangat tinggi, yang menyebabkan konduktivitas listrik yang tinggi dari kolom positif dan sedikit penurunan potensial di dalamnya. Cahaya kolom positif ditentukan oleh cahaya molekul gas yang tereksitasi. Di dekat anoda, perubahan potensial yang relatif tajam diamati lagi, yang terkait dengan proses pembentukan ion positif. Dalam beberapa kasus, kolom positif pecah menjadi area bercahaya terpisah - lapisan, dipisahkan oleh ruang gelap.

Kolom positif tidak memainkan peran penting dalam mempertahankan debit pijar; oleh karena itu, ketika jarak antara elektroda tabung berkurang, panjang kolom positif berkurang dan mungkin hilang sama sekali. Situasinya berbeda dengan panjang ruang gelap katoda, yang tidak berubah ketika elektroda saling mendekat. Jika elektroda begitu dekat sehingga jarak antara mereka menjadi kurang dari panjang ruang gelap katoda, maka pelepasan cahaya dalam gas akan berhenti. Eksperimen menunjukkan bahwa, hal lain dianggap sama, panjang d dari ruang gelap katoda berbanding terbalik dengan tekanan gas. Akibatnya, pada tekanan yang cukup rendah, elektron terlempar dari katoda oleh ion positif melewati gas hampir tanpa tumbukan dengan molekulnya, membentuk elektronik, atau sinar katoda .

Pelepasan cahaya digunakan dalam tabung gas-cahaya, lampu neon, stabilisator tegangan, untuk mendapatkan berkas elektron dan ion. Jika celah dibuat di katoda, maka berkas ion sempit melewatinya ke dalam ruang di belakang katoda, sering disebut sinar saluran. fenomena yang banyak digunakan percikan katoda, yaitu penghancuran permukaan katoda di bawah aksi ion positif yang menabraknya. Fragmen ultramikroskopik dari bahan katoda terbang ke segala arah sepanjang garis lurus dan menutupi permukaan benda (terutama dielektrik) ditempatkan dalam tabung dengan lapisan tipis. Dengan cara ini, cermin dibuat untuk sejumlah perangkat, lapisan tipis logam diterapkan pada fotosel selenium.

b. pelepasan korona.

Pelepasan korona terjadi pada tekanan normal dalam gas dalam medan listrik yang sangat tidak homogen (misalnya, dekat paku atau kabel saluran tegangan tinggi). Dalam pelepasan korona, ionisasi gas dan pancarannya hanya terjadi di dekat elektroda korona. Dalam kasus korona katoda (korona negatif), elektron yang menyebabkan ionisasi tumbukan molekul gas terlempar keluar dari katoda ketika dibombardir dengan ion positif. Jika anoda adalah korona (korona positif), maka kelahiran elektron terjadi karena fotoionisasi gas di dekat anoda. Corona merupakan fenomena yang merugikan, disertai dengan kebocoran arus dan hilangnya energi listrik. Untuk mengurangi korona, jari-jari kelengkungan konduktor dinaikkan, dan permukaannya dibuat sehalus mungkin. Pada tegangan yang cukup tinggi antara elektroda, pelepasan korona berubah menjadi percikan.

Pada tegangan yang meningkat, pelepasan korona di ujung berbentuk garis cahaya yang memancar dari ujung dan bergantian dalam waktu. Garis-garis ini, memiliki serangkaian kekusutan dan tikungan, membentuk semacam sikat, akibatnya pelepasan semacam itu disebut karpal .

Awan petir bermuatan menginduksi muatan listrik dari tanda yang berlawanan di permukaan bumi di bawahnya. Muatan yang sangat besar terakumulasi di ujungnya. Oleh karena itu, sebelum badai petir atau selama badai petir, kerucut cahaya seperti kuas sering menyala pada titik dan sudut tajam dari objek yang sangat tinggi. Sejak zaman kuno, cahaya ini disebut api St. Elmo.

Apalagi seringkali pendaki menjadi saksi dari fenomena ini. Terkadang bahkan tidak hanya benda logam, tetapi juga ujung rambut di kepala dihiasi dengan jumbai bercahaya kecil.

Pelepasan korona harus dipertimbangkan ketika berhadapan dengan tegangan tinggi. Jika ada bagian yang menonjol atau kabel yang sangat tipis, pelepasan korona dapat dimulai. Hal ini menyebabkan kebocoran daya. Semakin tinggi tegangan saluran tegangan tinggi, semakin tebal kabelnya.

C. debit percikan.

Pelepasan percikan memiliki penampilan saluran filamen bercabang zigzag cerah yang menembus celah pelepasan dan menghilang, digantikan oleh yang baru. Penelitian telah menunjukkan bahwa saluran pelepasan percikan mulai tumbuh kadang-kadang dari elektroda positif, kadang-kadang dari negatif, dan kadang-kadang dari beberapa titik di antara elektroda. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa ionisasi tumbukan dalam kasus pelepasan percikan terjadi tidak di seluruh volume gas, tetapi melalui saluran individu yang lewat di tempat-tempat di mana konsentrasi ion secara tidak sengaja ternyata menjadi yang tertinggi. Pelepasan percikan disertai dengan pelepasan sejumlah besar panas, pancaran gas yang terang, derak atau guntur. Semua fenomena ini disebabkan oleh longsoran elektron dan ion yang terjadi di saluran percikan dan menyebabkan peningkatan tekanan yang sangat besar, mencapai 10 7 108 Pa, dan peningkatan suhu hingga 10.000 °C.

Contoh khas dari pelepasan percikan adalah petir. Saluran petir utama memiliki diameter 10 hingga 25 cm, dan panjang petir dapat mencapai beberapa kilometer. Arus maksimum pulsa petir mencapai puluhan dan ratusan ribu ampere.

Dengan celah debit yang kecil, pelepasan percikan menyebabkan kerusakan khusus pada anoda, yang disebut erosi. Fenomena ini digunakan dalam metode electrospark untuk memotong, mengebor, dan jenis pemrosesan logam presisi lainnya.

Celah percikan digunakan sebagai pelindung lonjakan arus pada saluran transmisi listrik (misalnya saluran telepon). Jika arus jangka pendek yang kuat lewat di dekat saluran, maka tegangan dan arus diinduksi di kabel saluran ini, yang dapat merusak instalasi listrik dan berbahaya bagi kehidupan manusia. Untuk menghindari hal ini, digunakan sekering khusus, yang terdiri dari dua elektroda melengkung, salah satunya terhubung ke saluran dan yang lainnya diarde. Jika potensi saluran relatif terhadap tanah sangat meningkat, maka pelepasan percikan terjadi di antara elektroda, yang, bersama dengan udara yang dipanaskan olehnya, naik, memanjang dan pecah.

Akhirnya, percikan listrik digunakan untuk mengukur perbedaan potensial yang besar menggunakan celah bola, yang elektrodanya adalah dua bola logam dengan permukaan yang dipoles. Bola-bola tersebut dipindahkan terpisah, dan perbedaan potensial terukur diterapkan padanya. Kemudian bola-bola itu disatukan sampai percikan melompat di antara mereka. Mengetahui diameter bola, jarak antara mereka, tekanan, suhu dan kelembaban udara, mereka menemukan perbedaan potensial antara bola menurut tabel khusus. Dengan metode ini, dimungkinkan untuk mengukur, dengan akurasi beberapa persen, beda potensial orde puluhan ribu volt.

D. Pelepasan busur.

Pelepasan busur ditemukan oleh V. V. Petrov pada tahun 1802. Pelepasan ini merupakan salah satu bentuk pelepasan gas, yang terjadi pada rapat arus yang tinggi dan tegangan antar elektroda yang relatif rendah (pada orde beberapa puluh volt). Penyebab utama pelepasan busur adalah emisi intens termoelektron oleh katoda panas. Elektron ini dipercepat oleh medan listrik dan menghasilkan ionisasi tumbukan molekul gas, yang menyebabkan hambatan listrik dari celah gas antara elektroda relatif kecil. Jika kita mengurangi resistansi rangkaian eksternal, meningkatkan arus pelepasan busur, maka konduktivitas celah gas akan meningkat sedemikian rupa sehingga tegangan antara elektroda berkurang. Oleh karena itu, pelepasan busur dikatakan memiliki karakteristik tegangan arus jatuh. Pada tekanan atmosfer, suhu katoda mencapai 3000 °C. Elektron, membombardir anoda, membuat ceruk (kawah) di dalamnya dan memanaskannya. Suhu kawah sekitar 4000 °C, dan pada tekanan udara tinggi mencapai 6000-7000 °C. Suhu gas di saluran pelepasan busur mencapai 5000-6000 °C, sehingga terjadi ionisasi termal yang intens di dalamnya.

Dalam beberapa kasus, pelepasan busur juga diamati pada suhu katoda yang relatif rendah (misalnya, pada lampu busur merkuri).

Pada tahun 1876, P. N. Yablochkov pertama kali menggunakan busur listrik sebagai sumber cahaya. Dalam "lilin Yablochkov", bara disusun secara paralel dan dipisahkan oleh lapisan melengkung, dan ujungnya dihubungkan oleh "jembatan pengapian" konduktif. Ketika arus dihidupkan, jembatan pengapian terbakar dan busur listrik terbentuk di antara bara. Saat bara terbakar, lapisan isolasi menguap.

Pelepasan busur digunakan sebagai sumber cahaya bahkan hingga hari ini, misalnya, pada lampu sorot dan proyektor.

Suhu tinggi dari pelepasan busur memungkinkan untuk menggunakannya untuk konstruksi tungku busur. Saat ini, tungku busur yang ditenagai oleh arus yang sangat tinggi digunakan di sejumlah industri: untuk peleburan baja, besi tuang, ferroalloy, perunggu, produksi kalsium karbida, nitrogen oksida, dll.

Pada tahun 1882, N.N. Benardos pertama kali menggunakan pelepasan busur untuk memotong dan mengelas logam. Pelepasan antara elektroda karbon tetap dan logam memanaskan sambungan dua lembaran logam (atau pelat) dan mengelasnya. Benardos menggunakan metode yang sama untuk memotong pelat logam dan membuat lubang di dalamnya. Pada tahun 1888, N. G. Slavyanov meningkatkan metode pengelasan ini dengan mengganti elektroda karbon dengan elektroda logam.

Pelepasan busur telah menemukan aplikasi dalam penyearah merkuri, yang mengubah arus listrik bolak-balik menjadi arus searah.

E. Plasma.

Plasma adalah gas terionisasi sebagian atau seluruhnya di mana kerapatan muatan positif dan negatifnya hampir sama. Dengan demikian, plasma secara keseluruhan adalah sistem netral secara elektrik.

Karakteristik kuantitatif plasma adalah derajat ionisasi. Derajat ionisasi plasma a adalah rasio konsentrasi volume partikel bermuatan dengan konsentrasi volume total partikel. Tergantung pada tingkat ionisasi, plasma dibagi menjadi: terionisasi lemah(a adalah pecahan dari persen), terionisasi sebagian (a dari orde beberapa persen) dan terionisasi penuh (a mendekati 100%). Plasma terionisasi lemah dalam kondisi alami adalah lapisan atas atmosfer - ionosfer. Matahari, bintang panas, dan beberapa awan antarbintang adalah plasma terionisasi penuh yang terbentuk pada suhu tinggi.

Energi rata-rata dari berbagai jenis partikel yang membentuk plasma dapat berbeda secara signifikan satu sama lain. Oleh karena itu, plasma tidak dapat dicirikan oleh satu nilai suhu T; Bedakan antara suhu elektron T e, suhu ion T i (atau suhu ion, jika ada beberapa jenis ion dalam plasma) dan suhu atom netral T a (komponen netral). Plasma semacam itu disebut non-isotermal, berbeda dengan plasma isotermal, di mana suhu semua komponennya sama.

Plasma juga dibagi menjadi suhu tinggi (T i »10 6 -10 8 K dan lebih banyak lagi) dan suhu rendah!!! (Saya<=10 5 К). Это условное разделение связано с особой влажностью высокотемпературной плазмы в связи с проблемой осуществления управляемого термоядерного синтеза.

Plasma memiliki sejumlah sifat khusus, yang memungkinkan kita untuk menganggapnya sebagai materi keempat yang khusus.

Karena mobilitas tinggi partikel plasma bermuatan, mereka dengan mudah bergerak di bawah pengaruh medan listrik dan magnet. Oleh karena itu, setiap pelanggaran netralitas listrik dari masing-masing daerah plasma, yang disebabkan oleh akumulasi partikel dengan tanda muatan yang sama, dengan cepat dihilangkan. Medan listrik yang dihasilkan memindahkan partikel bermuatan sampai netralitas listrik dipulihkan dan medan listrik menjadi nol. Berbeda dengan gas netral, di mana ada gaya jarak pendek antara molekul, gaya Coulomb bekerja antara partikel plasma bermuatan, menurun relatif lambat dengan jarak. Setiap partikel berinteraksi segera dengan sejumlah besar partikel di sekitarnya. Karena ini, bersama dengan gerakan termal yang kacau, partikel plasma dapat berpartisipasi dalam berbagai gerakan yang teratur. Berbagai jenis osilasi dan gelombang mudah tereksitasi dalam plasma.

Konduktivitas plasma meningkat dengan meningkatnya derajat ionisasi. Pada suhu tinggi, plasma terionisasi penuh mendekati superkonduktor dalam konduktivitasnya.

Plasma suhu rendah digunakan dalam sumber cahaya pelepasan gas - dalam tabung bercahaya untuk prasasti iklan, dalam lampu neon. Lampu pelepasan gas digunakan di banyak perangkat, misalnya, dalam laser gas - sumber cahaya kuantum.

Plasma suhu tinggi digunakan dalam generator magnetohidrodinamik.

Sebuah perangkat baru, obor plasma, baru-baru ini telah dibuat. Obor plasma menciptakan pancaran kuat plasma suhu rendah padat, yang banyak digunakan di berbagai bidang teknologi: untuk memotong dan mengelas logam, mengebor sumur di bebatuan keras, dll.

Daftar literatur yang digunakan:

1) Fisika: Elektrodinamika. 10-11 sel: buku teks. untuk studi mendalam fisika / G. Ya. Myakishev, A. Z. Sinyakov, B. A. Slobodskov. - Edisi ke-2 - M.: Drofa, 1998. - 480 hal.

2) Kursus Fisika (dalam tiga jilid). T.II. listrik dan magnet. Prok. manual untuk perguruan tinggi teknik. / Detlaf A.A., Yavorsky B. M., Milkovskaya L. B. Izd. 4, direvisi. - M.: Sekolah Tinggi, 1977. - 375 hal.

3) Listrik./E. G. Kalashnikov. Ed. "Ilmu", Moskow, 1977.

4) Fisika./B. B. Bukhovtsev, Yu. L. Klimontovich, G. Ya. Myakishev. Edisi ke-3, direvisi. – M.: Pencerahan, 1986.