ეს არის მოკლე რეზიუმე.

სრულ ვერსიაზე მუშაობა გრძელდება

ლექცია2 1

დენი გაზებში

1. ზოგადი დებულებები

განმარტება: აირებში ელექტრული დენის გავლის ფენომენი ე.წ გაზის გამონადენი.

აირების ქცევა დიდად არის დამოკიდებული მის პარამეტრებზე, როგორიცაა ტემპერატურა და წნევა და ეს პარამეტრები საკმაოდ მარტივად იცვლება. ამრიგად, აირებში ელექტრული დენის დინება უფრო რთულია, ვიდრე ლითონებში ან ვაკუუმში.

აირები არ ემორჩილებიან ომის კანონს.

2. იონიზაცია და რეკომბინაცია

გაზი ნორმალურ პირობებში შედგება პრაქტიკულად ნეიტრალური მოლეკულებისგან, შესაბამისად, ის ელექტრული დენის უკიდურესად ცუდი გამტარია. თუმცა, გარეგანი გავლენის ქვეშ, ელექტრონი შეიძლება ჩამოვიდეს ატომიდან და გამოჩნდება დადებითად დამუხტული იონი. გარდა ამისა, ელექტრონს შეუძლია შეუერთდეს ნეიტრალურ ატომს და შექმნას უარყოფითად დამუხტული იონი. ამრიგად, შესაძლებელია იონიზებული აირის მიღება, ე.ი. პლაზმა.

გარეგანი გავლენა მოიცავს გათბობას, დასხივებას ენერგიული ფოტონებით, დაბომბვას სხვა ნაწილაკებით და ძლიერ ველებს, ე.ი. იგივე პირობები, რაც აუცილებელია ელემენტარული გამოსხივებისთვის.

ატომში ელექტრონი პოტენციურ ჭაშია და იქიდან თავის დასაღწევად საჭიროა ატომისთვის დამატებითი ენერგიის გადაცემა, რასაც იონიზაციის ენერგია ეწოდება.

ნივთიერება	იონიზაციის ენერგია, eV
წყალბადის ატომი	13,59
წყალბადის მოლეკულა	15,43
ჰელიუმი	24,58
ჟანგბადის ატომი	13,614
ჟანგბადის მოლეკულა	12,06

იონიზაციის ფენომენთან ერთად შეინიშნება რეკომბინაციის ფენომენიც, ე.ი. ელექტრონისა და დადებითი იონის გაერთიანება ნეიტრალური ატომის შესაქმნელად. ეს პროცესი ხდება იონიზაციის ენერგიის ტოლი ენერგიის გამოყოფით. ეს ენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას რადიაციისთვის ან გათბობისთვის. გაზის ლოკალური გათბობა იწვევს წნევის ადგილობრივ ცვლილებას. რაც თავის მხრივ იწვევს ხმის ტალღების გაჩენას. ამრიგად, გაზის გამონადენს თან ახლავს მსუბუქი, თერმული და ხმაურის ეფექტები.

3. გაზის გამონადენის CVC.

საწყის ეტაპზე აუცილებელია გარე იონიზატორის მოქმედება.

BAW განყოფილებაში დენი არსებობს გარე იონიზატორის მოქმედებით და სწრაფად აღწევს გაჯერებას, როდესაც ყველა იონიზებული ნაწილაკი მონაწილეობს მიმდინარე თაობაში. თუ ამოიღებთ გარე იონიზატორს, დენი ჩერდება.

ამ ტიპის გამონადენს ეწოდება არათვითშენარჩუნებული გაზის გამონადენი. როდესაც თქვენ ცდილობთ გაზარდოთ გაზში ძაბვა, ჩნდება ელექტრონების ზვავი და დენი იზრდება პრაქტიკულად მუდმივი ძაბვის დროს, რომელსაც ეწოდება ანთების ძაბვა (BC).

ამ მომენტიდან გამონადენი ხდება დამოუკიდებელი და არ არის საჭირო გარე იონიზატორი. იონების რაოდენობა შეიძლება იმდენად დიდი გახდეს, რომ ელექტროდთაშორისი უფსკრულის წინააღმდეგობა შემცირდეს და, შესაბამისად, ძაბვა (SD) დაეცეს.

შემდეგ, ელექტროდთაშორის უფსკრულის დროს, დენის გავლის რეგიონი იწყებს შევიწროვებას და წინააღმდეგობა იზრდება და, შესაბამისად, იზრდება ძაბვა (DE).

როდესაც თქვენ ცდილობთ ძაბვის გაზრდას, გაზი ხდება სრულად იონიზებული. წინააღმდეგობა და ძაბვა ეცემა ნულამდე, დენი კი ბევრჯერ იზრდება. გამოდის რკალის გამონადენი (Eფ).

CVC აჩვენებს, რომ გაზი საერთოდ არ ემორჩილება Ohm-ის კანონს.

4. პროცესები გაზში

პროცესები, რომლებსაც შეუძლიათ გამოიწვიოს ელექტრონული ზვავების წარმოქმნასურათზე.

ეს არის თაუნსენდის თვისებრივი თეორიის ელემენტები.

5. კაშკაშა გამონადენი.

დაბალი წნევისა და დაბალი ძაბვის დროს, ეს გამონადენი შეიძლება შეინიშნოს.

K - 1 (ბნელი ასტონი სივრცე).

1 - 2 (ნათური კათოდური ფილმი).

2 – 3 (ბნელი კრუქსის სივრცე).

3 - 4 (პირველი კათოდური ბზინვარება).

4 – 5 (ბნელი ფარადეის სივრცე)

5 - 6 (დადებითი ანოდის სვეტი).

6 – 7 (ანოდიური ბნელი სივრცე).

7 - A (ანოდის ბზინვარება).

თუ ანოდი მოძრავია, მაშინ დადებითი სვეტის სიგრძე შეიძლება დარეგულირდეს, პრაქტიკულად K-5 რეგიონის ზომის შეცვლის გარეშე.

ბნელ რეგიონებში ნაწილაკები აჩქარებულია და ენერგია გროვდება, სინათლის რაიონებში ხდება იონიზაციის და რეკომბინაციის პროცესები.

აირებში არის არათავდადებული და თვითშენარჩუნებული ელექტრული გამონადენები.

გაზში ელექტრული დენის გადინების ფენომენს, რომელიც შეინიშნება მხოლოდ გაზზე რაიმე გარეგანი ზემოქმედების პირობებში, ეწოდება არათავდადებული ელექტრული გამონადენი. ატომიდან ელექტრონის გამოყოფის პროცესს ატომის იონიზაცია ეწოდება. მინიმალურ ენერგიას, რომელიც უნდა დაიხარჯოს ელექტრონის ატომიდან გამოყოფისთვის, იონიზაციის ენერგია ეწოდება. ნაწილობრივ ან სრულად იონიზებულ გაზს, რომელშიც დადებითი და უარყოფითი მუხტების სიმკვრივე ერთნაირია, ე.წ. პლაზმა.

ელექტრული დენის მატარებლები არამდგრადი გამონადენის დროს არის დადებითი იონები და უარყოფითი ელექტრონები. დენი-ძაბვის მახასიათებელი ნაჩვენებია ნახ. 54. OAB-ის მინდორში - არათვითმდგრადი გამონადენი. BC რეგიონში გამონადენი დამოუკიდებელი ხდება.

თვითგანმუხტვისას ატომების იონიზაციის ერთ-ერთი მეთოდია ელექტრონის ზემოქმედების იონიზაცია. ელექტრონის ზემოქმედებით იონიზაცია შესაძლებელი ხდება, როდესაც ელექტრონი იძენს კინეტიკურ ენერგიას W k საშუალო თავისუფალ გზაზე A, რომელიც საკმარისია ელექტრონის ატომიდან გამოყოფის სამუშაოს შესასრულებლად. აირებში დამოუკიდებელი გამონადენის სახეები - ნაპერწკალი, კორონა, რკალი და მბზინავი გამონადენი.

ნაპერწკლის გამონადენიხდება ორ ელექტროდს შორის, რომლებიც დამუხტულია სხვადასხვა მუხტით და აქვთ დიდი პოტენციური განსხვავება. საპირისპიროდ დამუხტულ სხეულებს შორის ძაბვა აღწევს 40000 ვ-მდე. ნაპერწკლის გამონადენი ხანმოკლეა, მისი მექანიზმი ელექტრონული ზემოქმედებაა. ელვა არის ნაპერწკლის გამონადენის სახეობა.

უაღრესად არაერთგვაროვან ელექტრულ ველებში, რომლებიც წარმოიქმნება, მაგალითად, წვერსა და სიბრტყეს შორის ან ელექტროგადამცემი ხაზის მავთულსა და დედამიწის ზედაპირს შორის, წარმოიქმნება გაზების თვითშენარჩუნებული გამონადენის სპეციალური ფორმა, ე.წ. კორონას გამონადენი.

ელექტრული რკალის გამონადენიაღმოაჩინა რუსმა მეცნიერმა ვ.ვ.პეტროვმა 1802 წელს. როდესაც ქვანახშირისგან დამზადებული ორი ელექტროდი შედის კონტაქტში 40-50 ვ ძაბვით, ზოგან არის მცირე ჯვრის მონაკვეთის ადგილები მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობით. ეს უბნები ძალიან ცხელდება, გამოყოფს ელექტრონებს, რომლებიც იონიზებენ ატომებსა და მოლეკულებს ელექტროდებს შორის. რკალში ელექტრული დენის მატარებლები არიან დადებითად დამუხტული იონები და ელექტრონები.

გამონადენს, რომელიც ხდება შემცირებული წნევის დროს, ეწოდება ბრწყინვალე გამონადენი. წნევის შემცირებით, ელექტრონის საშუალო თავისუფალი გზა იზრდება და შეჯახებებს შორის დროის განმავლობაში, მას აქვს დრო, რომ შეიძინოს ენერგია, რომელიც საკმარისია იონიზაციისთვის ელექტრულ ველში უფრო დაბალი ინტენსივობით. გამონადენი ელექტრონ-იონური ზვავი ხორციელდება.

იგი წარმოიქმნება თავისუფალი ელექტრონების მიმართული მოძრაობით და რომ ამ შემთხვევაში არ ხდება რაიმე ცვლილება ნივთიერებაში, საიდანაც მზადდება გამტარი.

ისეთ გამტარებლებს, რომლებშიც ელექტრული დენის გავლას არ ახლავს მათი ნივთიერების ქიმიური ცვლილებები, ე.წ პირველი ტიპის დირიჟორები. ეს მოიცავს ყველა ლითონს, ნახშირს და უამრავ სხვა ნივთიერებას.

მაგრამ ბუნებაში არის ელექტრული დენის ისეთი გამტარებიც, რომლებშიც დენის გავლისას წარმოიქმნება ქიმიური მოვლენები. ამ დირიჟორებს ე.წ მეორე სახის დირიჟორები. ეს მოიცავს ძირითადად წყალში მჟავების, მარილების და ტუტეების სხვადასხვა ხსნარებს.

თუ წყალს ჩაასხით შუშის ჭურჭელში და დაამატეთ მას რამდენიმე წვეთი გოგირდმჟავა (ან სხვა მჟავა ან ტუტე), შემდეგ აიღეთ ორი ლითონის ფირფიტა და მიამაგრეთ მათ გამტარები ამ ფირფიტების ჭურჭელში ჩასვლით და შეაერთეთ დენი. ჩამრთველისა და ამპერმეტრის მეშვეობით მიეწოდება გამტარების სხვა ბოლოებს, შემდეგ გაზი გამოიყოფა ხსნარიდან და ის გაგრძელდება განუწყვეტლივ, სანამ წრე არ დაიხურება. მჟავე წყალი მართლაც გამტარია. გარდა ამისა, ფირფიტები დაიწყება გაზის ბუშტებით დაფარვას. შემდეგ ეს ბუშტები თეფშებს მოშორდება და გამოვა.

როდესაც ელექტრული დენი გადის ხსნარში, ხდება ქიმიური ცვლილებები, რის შედეგადაც გაზი გამოიყოფა.

მეორე ტიპის გამტარებს ელექტროლიტები ეწოდება და ფენომენი, რომელიც ხდება ელექტროლიტში, როდესაც მასში ელექტრული დენი გადის.

ელექტროლიტში ჩაძირულ ლითონის ფირფიტებს ელექტროდები ეწოდება; ერთ მათგანს, რომელიც დაკავშირებულია დენის წყაროს დადებით პოლუსთან, ეწოდება ანოდი, ხოლო მეორეს, რომელიც დაკავშირებულია უარყოფით პოლუსთან, ეწოდება კათოდი.

რა იწვევს ელექტრული დენის გავლას თხევადი გამტარში? გამოდის, რომ ასეთ ხსნარებში (ელექტროლიტები) მჟავის მოლეკულები (ტუტეები, მარილები) გამხსნელის (ამ შემთხვევაში, წყლის) მოქმედებით იშლება ორ კომპონენტად და მოლეკულის ერთ ნაწილაკს აქვს დადებითი ელექტრული მუხტი, ხოლო მეორეს უარყოფითი.

ელექტრული მუხტის მქონე მოლეკულის ნაწილაკებს იონები ეწოდება. როდესაც მჟავა, მარილი ან ტუტე იხსნება წყალში, ხსნარში ჩნდება როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი იონების დიდი რაოდენობა.

ახლა გასაგები უნდა იყოს, რატომ გავიდა ელექტრული დენი ხსნარში, რადგან დენის წყაროსთან დაკავშირებულ ელექტროდებს შორის ის შეიქმნა, ანუ ერთი მათგანი დადებითად დამუხტული აღმოჩნდა, მეორე კი უარყოფითი. ამ პოტენციური განსხვავების გავლენით დადებითმა იონებმა დაიწყეს მოძრაობა უარყოფითი ელექტროდისკენ - კათოდისკენ, ხოლო უარყოფითმა იონებმა - ანოდისკენ.

ამრიგად, იონების ქაოტური მოძრაობა იქცა უარყოფითი იონების მოწესრიგებულ საწინააღმდეგო მოძრაობად ერთი მიმართულებით და დადებითის მეორე მიმართულებით. მუხტის გადაცემის ეს პროცესი წარმოადგენს ელექტრული დენის გადინებას ელექტროლიტის მეშვეობით და ხდება მანამ, სანამ ელექტროდებს შორის პოტენციური განსხვავებაა. პოტენციური სხვაობის გაქრობით, ელექტროლიტის დენი ჩერდება, ირღვევა იონების მოწესრიგებული მოძრაობა და კვლავ ჩნდება ქაოტური მოძრაობა.

მაგალითად, განვიხილოთ ელექტროლიზის ფენომენი, როდესაც ელექტრული დენი გადის სპილენძის სულფატის CuSO4 ხსნარში, მასში ჩაშვებული სპილენძის ელექტროდებით.

ელექტროლიზის ფენომენი, როდესაც დენი გადის სპილენძის სულფატის ხსნარში: C - ჭურჭელი ელექტროლიტით, B - დენის წყარო, C - გადამრთველი.

ასევე იქნება იონების საწინააღმდეგო მოძრაობა ელექტროდებზე. დადებითი იონი იქნება სპილენძის (Cu) იონი, ხოლო უარყოფითი იონი იქნება მჟავის ნარჩენი (SO4) იონი. სპილენძის იონები, კათოდთან შეხებისას, გამოიყოფა (დაამაგრებს დაკარგული ელექტრონებს საკუთარ თავს), ანუ ისინი გადაიქცევიან სუფთა სპილენძის ნეიტრალურ მოლეკულებად და დეპონირდება კათოდზე ყველაზე თხელი (მოლეკულური) ფენის სახით.

ნეგატიური იონები, რომლებმაც მიაღწიეს ანოდს, ასევე განთავისუფლდებიან (აძლევენ ჭარბ ელექტრონებს). მაგრამ ამავე დროს, ისინი შედიან ქიმიურ რეაქციაში ანოდის სპილენძთან, რის შედეგადაც სპილენძის მოლეკულა Cu ერთვის მჟავე ნარჩენს SO4 და წარმოიქმნება სპილენძის სულფატის მოლეკულა CuS O4, რომელიც ბრუნდება. დაუბრუნდით ელექტროლიტს.

ვინაიდან ამ ქიმიურ პროცესს დიდი დრო სჭირდება, სპილენძი დეპონირდება კათოდზე, რომელიც გამოიყოფა ელექტროლიტიდან. ამ შემთხვევაში, კათოდში წასული სპილენძის მოლეკულების ნაცვლად, ელექტროლიტი იღებს სპილენძის ახალ მოლეკულებს მეორე ელექტროდის - ანოდის დაშლის გამო.

იგივე პროცესი ხდება, თუ სპილენძის ნაცვლად თუთიის ელექტროდებს იღებენ, ხოლო ელექტროლიტი არის თუთიის სულფატის ZnSO4 ხსნარი. თუთია ასევე გადაეცემა ანოდიდან კათოდში.

Ამგვარად, განსხვავება ლითონებსა და თხევად გამტარებს შორის ელექტრო დენს შორისმდგომარეობს იმაში, რომ ლითონებში მხოლოდ თავისუფალი ელექტრონები, ანუ უარყოფითი მუხტები არიან მუხტის მატარებლები, ხოლო ელექტროლიტებში მას ატარებენ მატერიის საპირისპიროდ დამუხტული ნაწილაკები - იონები, რომლებიც მოძრაობენ საპირისპირო მიმართულებით. ამიტომ ამბობენ ამას ელექტროლიტებს აქვთ იონური გამტარობა.

ელექტროლიზის ფენომენიაღმოაჩინა 1837 წელს B.S. Jacobi-მ, რომელმაც ჩაატარა მრავალი ექსპერიმენტი ქიმიური დენის წყაროების შესწავლასა და გაუმჯობესებაზე. ჯაკობიმ აღმოაჩინა, რომ სპილენძის სულფატის ხსნარში მოთავსებული ერთ-ერთი ელექტროდი, როდესაც მასში ელექტრო დენი გადის, დაფარულია სპილენძით.

ამ ფენომენს ე.წ ელექტრული მოპირკეთება, ახლა ძალიან ფართო პრაქტიკულ გამოყენებას პოულობს. ამის ერთ-ერთი მაგალითია ლითონის საგნების დაფარვა სხვა ლითონების თხელი ფენით, ანუ ნიკელის მოოქროვილი, მოოქროვილი, ვერცხლის და ა.შ.

გაზები (მათ შორის ჰაერი) არ ატარებენ ელექტროენერგიას ნორმალურ პირობებში. მაგალითად, შიშველი, ერთმანეთის პარალელურად დაკიდებული, ერთმანეთისგან იზოლირებულია ჰაერის ფენით.

თუმცა, მაღალი ტემპერატურის, დიდი პოტენციური სხვაობის და სხვა მიზეზების გავლენის ქვეშ, აირები, როგორიცაა თხევადი გამტარები, იონიზდება, ანუ გაზის მოლეკულების ნაწილაკები მათში დიდი რაოდენობით ჩნდება, რომლებიც, როგორც ელექტროენერგიის მატარებლები, ხელს უწყობენ გავლას. ელექტრო დენი გაზის მეშვეობით.

მაგრამ ამავე დროს, გაზის იონიზაცია განსხვავდება თხევადი გამტარის იონიზაციისგან. თუ მოლეკულა იშლება ორ დამუხტულ ნაწილად სითხეში, მაშინ აირებში, იონიზაციის მოქმედებით, ელექტრონები ყოველთვის გამოყოფილია თითოეული მოლეკულისგან და იონი რჩება მოლეკულის დადებითად დამუხტული ნაწილის სახით.

საჭიროა მხოლოდ გაზის იონიზაციის შეჩერება, რადგან ის წყვეტს გამტარობას, ხოლო სითხე ყოველთვის რჩება ელექტრული დენის გამტარად. შესაბამისად, გაზის გამტარობა დროებითი მოვლენაა, რაც დამოკიდებულია გარე ფაქტორების მოქმედებაზე.

თუმცა, არის კიდევ ერთი სახელწოდებით რკალის გამონადენიან უბრალოდ ელექტრული რკალი. ელექტრული რკალის ფენომენი XIX საუკუნის დასაწყისში აღმოაჩინა პირველმა რუსმა ელექტრო ინჟინერმა ვ.ვ.პეტროვმა.

ვ.ვ. პეტროვმა, ჩაატარა მრავალი ექსპერიმენტი, აღმოაჩინა, რომ ორ ნახშირს შორის, რომლებიც დაკავშირებულია დენის წყაროსთან, უწყვეტი ელექტრული გამონადენი ხდება ჰაერში, რომელსაც თან ახლავს ნათელი შუქი. თავის ნაწერებში ვ.ვ. პეტროვი წერდა, რომ ამ შემთხვევაში „ბნელი მშვიდობა შეიძლება საკმაოდ ნათელი იყოს“. ასე რომ, პირველად მიიღეს ელექტრო განათება, რომელიც პრაქტიკულად გამოიყენა კიდევ ერთმა რუსმა ელექტრო მეცნიერმა პაველ ნიკოლაევიჩ იაბლოჩკოვმა.

„იაბლოჩკოვის სანთელმა“, რომლის ნამუშევარი ეფუძნება ელექტრული რკალის გამოყენებას, იმ დღეებში ნამდვილი რევოლუცია მოახდინა ელექტროტექნიკაში.

რკალის გამონადენი დღესაც გამოიყენება სინათლის წყაროდ, მაგალითად, პროჟექტორებში და პროჟექტორებში. რკალის გამონადენის მაღალი ტემპერატურა იძლევა მისი გამოყენების საშუალებას. დღეისათვის რკალის ღუმელები, რომლებიც იკვებება ძალიან მაღალი დენით, გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიაში: ფოლადის, თუჯის, ფეროშენადნობების, ბრინჯაოს დნობისთვის და ა.შ. და 1882 წელს ნ.ნ.ბენარდოსმა პირველად გამოიყენა რკალის გამონადენი ლითონის ჭრისა და შესადუღებლად.

გაზის სინათლის მილებში, ფლუორესცენტურ ნათურებში, ძაბვის სტაბილიზატორებში, ელექტრონული და იონური სხივების მისაღებად ე.წ. ანათებს გაზის გამონადენი.

ნაპერწკლის გამონადენი გამოიყენება დიდი პოტენციური განსხვავებების გასაზომად სფერული ნაპერწკალი უფსკრულის გამოყენებით, რომლის ელექტროდი არის ორი ლითონის ბურთი გაპრიალებული ზედაპირით. ბურთები ერთმანეთისგან შორდებიან და მათზე გამოიყენება გაზომილი პოტენციური სხვაობა. შემდეგ ბურთები იკრიბება მანამ, სანამ მათ შორის ნაპერწკალი არ გადახტება. იცოდნენ ბურთების დიამეტრი, მათ შორის მანძილი, ჰაერის წნევა, ტემპერატურა და ტენიანობა, ისინი პოტენციურ განსხვავებას ბურთებს შორის სპეციალური ცხრილების მიხედვით პოულობენ. ეს მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ათიათასობით ვოლტის რიგის პოტენციური განსხვავებების გასაზომად რამდენიმე პროცენტის ფარგლებში.

1. იონიზაცია, მისი არსი და სახეები.

ელექტრული დენის არსებობის პირველი პირობა არის თავისუფალი მუხტის მატარებლების არსებობა. აირებში ისინი წარმოიქმნება იონიზაციის შედეგად. იონიზაციის ფაქტორების მოქმედებით ელექტრონი გამოიყოფა ნეიტრალური ნაწილაკისგან. ატომი ხდება დადებითი იონი. ამრიგად, არსებობს მუხტის მატარებლების 2 ტიპი: დადებითი იონი და თავისუფალი ელექტრონი. თუ ელექტრონი შეუერთდება ნეიტრალურ ატომს, მაშინ ჩნდება უარყოფითი იონი, ე.ი. მესამე ტიპის დამუხტვის მატარებლები. იონიზებულ გაზს მესამე სახის გამტარს უწოდებენ. აქ შესაძლებელია გამტარობის ორი ტიპი: ელექტრონული და იონური. იონიზაციის პროცესებთან ერთად ხდება საპირისპირო პროცესი, რეკომბინაცია. ელექტრონის ატომისგან გამოყოფას ენერგია სჭირდება. თუ ენერგია მიეწოდება გარედან, მაშინ იონიზაციის ხელშემწყობ ფაქტორებს გარე ეწოდება (მაღალი ტემპერატურა, მაიონებელი გამოსხივება, ულტრაიისფერი გამოსხივება, ძლიერი მაგნიტური ველები). იონიზაციის ფაქტორებიდან გამომდინარე მას უწოდებენ თერმულ იონიზაციას, ფოტოიონიზაციას. ასევე, იონიზაცია შეიძლება გამოწვეული იყოს მექანიკური დარტყმით. იონიზაციის ფაქტორები იყოფა ბუნებრივ და ხელოვნურად. ბუნებრივს განაპირობებს მზის გამოსხივება, დედამიწის რადიოაქტიური ფონი. გარე იონიზაციის გარდა, არსებობს შიდა. ის იყოფა დასარტყამ და საფეხურებად.

ზემოქმედების იონიზაცია.

საკმარისად მაღალი ძაბვის დროს, ველის მიერ მაღალ სიჩქარეებამდე აჩქარებული ელექტრონები თავად ხდება იონიზაციის წყარო. როდესაც ასეთი ელექტრონი ურტყამს ნეიტრალურ ატომს, ელექტრონი იშლება ატომიდან. ეს ხდება მაშინ, როდესაც იონიზაციის გამომწვევი ელექტრონის ენერგია აღემატება ატომის იონიზაციის ენერგიას. ელექტროდებს შორის ძაბვა საკმარისი უნდა იყოს იმისთვის, რომ ელექტრონმა მოიპოვოს საჭირო ენერგია. ამ ძაბვას იონიზაციის ძაბვა ეწოდება. თითოეულს აქვს თავისი მნიშვნელობა.

თუ მოძრავი ელექტრონის ენერგია საჭიროზე ნაკლებია, მაშინ მხოლოდ ნეიტრალური ატომის აგზნება ხდება დარტყმისას. თუ მოძრავი ელექტრონი ეჯახება წინასწარ აღგზნებულ ატომს, მაშინ ხდება ეტაპობრივი იონიზაცია.

2. არამდგრადი აირის გამონადენი და მისი მიმდინარე-ძაბვის მახასიათებელი.

იონიზაცია იწვევს დენის არსებობის პირველი პირობის შესრულებას, ე.ი. უფასო გადასახადების გამოჩენამდე. დენის წარმოქმნისთვის საჭიროა გარე ძალა, რომელიც მუხტებს გადაადგილდება მიმართულებით, ე.ი. საჭიროა ელექტრული ველი. გაზებში ელექტრო დენს თან ახლავს მთელი რიგი ფენომენები: სინათლე, ხმა, ოზონის წარმოქმნა, აზოტის ოქსიდები. ფენომენების ერთობლიობა, რომლებიც თან ახლავს დენის გავლას გაზ-გაზის გამონადენში. ხშირად, დენის გავლის პროცესს გაზის გამონადენი ეწოდება.

გამონადენს თვითშენარჩუნებას უწოდებენ, თუ ის მხოლოდ გარე იონიზატორის მოქმედების დროს არსებობს. ამ შემთხვევაში, გარე იონიზატორის მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ, ახალი მუხტის მატარებლები არ წარმოიქმნება და დენი ჩერდება. არათვითშენარჩუნებული გამონადენით, დენები მცირე ზომისაა და არ არის გაზის ნათება.

დამოუკიდებელი გაზის გამონადენი, მისი ტიპები და მახასიათებლები.

დამოუკიდებელი გაზის გამონადენი არის გამონადენი, რომელიც შეიძლება არსებობდეს გარე იონიზატორის შეწყვეტის შემდეგ, ე.ი. ზემოქმედების იონიზაციის გამო. ამ შემთხვევაში, სინათლისა და ხმის ფენომენები შეინიშნება, მიმდინარე სიძლიერე შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს.

თვითგამონადენის სახეები:

1. წყნარი გამონადენი - მოჰყვება უშუალოდ არამდგრადის შემდეგ, დენის სიმძლავრე არ აღემატება 1 mA-ს, არ არის ხმოვანი და მსუბუქი მოვლენები. იგი გამოიყენება ფიზიოთერაპიაში, გეიგერ-მიულერის მრიცხველებში.

2. ანათებს გამონადენი. ძაბვის მატებასთან ერთად სიჩუმე დნობად იქცევა. ეს ხდება გარკვეულ ძაბვაზე - აალების ძაბვა. ეს დამოკიდებულია გაზის ტიპზე. ნეონს აქვს 60-80 ვ. ესეც აირის წნევაზეა დამოკიდებული. მბზინავ გამონადენს თან ახლავს ბზინვარება, ასოცირდება რეკომბინაციასთან, რომელიც მიდის ენერგიის გამოყოფასთან. ფერი ასევე დამოკიდებულია გაზის ტიპზე. იგი გამოიყენება ინდიკატორულ ნათურებში (ნეონი, ულტრაიისფერი ბაქტერიციდული, განათება, ლუმინესცენტური).

3. რკალის გამონადენი. დენის სიძლიერეა 10 - 100 ა. მას თან ახლავს ინტენსიური ბზინვარება, ტემპერატურა გაზის გამონადენის უფსკრულიში რამდენიმე ათას გრადუსს აღწევს. იონიზაცია თითქმის 100%-ს აღწევს. 100% იონიზირებული გაზი - ცივი აირის პლაზმა. მას აქვს კარგი გამტარობა. იგი გამოიყენება მაღალი და ულტრამაღალი წნევის ვერცხლისწყლის ნათურებში.

4. ნაპერწკლის გამონადენი არის ერთგვარი რკალის გამონადენი. ეს არის პულსურ-ოსცილატორული გამონადენი. მედიცინაში გამოიყენება მაღალი სიხშირის რხევების ეფექტი, დენის მაღალი სიმკვრივის დროს შეინიშნება ინტენსიური ბგერითი მოვლენები.

5. კორონა გამონადენი. ეს არის ერთგვარი მბზინავი გამონადენი. შეინიშნება ისეთ ადგილებში, სადაც მკვეთრი ცვლილებაა ელექტრული ველის სიძლიერეში. აქ არის მუხტების ზვავი და აირების კაშკაშა - კორონა.

ელექტრული დენი არის ნაკადი, რომელიც გამოწვეულია ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკების მოწესრიგებული მოძრაობით. მუხტების მოძრაობა აღებულია როგორც ელექტრული დენის მიმართულება. ელექტრული დენი შეიძლება იყოს მოკლევადიანი და გრძელვადიანი.

ელექტრული დენის კონცეფცია

ელვისებური გამონადენის დროს შეიძლება მოხდეს ელექტრული დენი, რომელსაც მოკლევადიანი ეწოდება. ხოლო დენის ხანგრძლივად შესანარჩუნებლად აუცილებელია ელექტრული ველი და თავისუფალი ელექტრული მუხტის მატარებლები.

ელექტრული ველი იქმნება სხვადასხვაგვარად დამუხტული სხეულებით. მიმდინარე სიძლიერე არის მუხტის თანაფარდობა, რომელიც გადაიცემა გამტარის ჯვარედინი მონაკვეთზე დროის ინტერვალში ამ დროის ინტერვალთან. ის იზომება ამპერებში.

ბრინჯი. 1. აქტუალური ფორმულა

ელექტრული დენი გაზებში

გაზის მოლეკულები არ ატარებენ ელექტროენერგიას ნორმალურ პირობებში. ისინი არიან იზოლატორები (დიელექტრიკები). თუმცა, თუ გარემო პირობები შეიცვლება, აირები შეიძლება გახდეს ელექტროენერგიის გამტარები. იონიზაციის შედეგად (გათბობის დროს ან რადიოაქტიური გამოსხივების ზემოქმედების ქვეშ) გაზებში წარმოიქმნება ელექტრული დენი, რომელსაც ხშირად ცვლის ტერმინი „ელექტრული გამონადენი“.

თვითმდგრადი და არამდგრადი გაზის გამონადენი

გაზში გამონადენი შეიძლება იყოს თვითშენარჩუნებული და თვითშენარჩუნებული. დენი იწყებს არსებობას, როდესაც გამოჩნდება უფასო გადასახადი. თვითშენარჩუნებული გამონადენი არსებობს მანამ, სანამ მასზე მოქმედებს გარეგანი ძალა, ანუ გარე იონიზატორი. ანუ, თუ გარე იონიზატორი შეწყვეტს მუშაობას, მაშინ დენი ჩერდება.

აირებში ელექტრული დენის დამოუკიდებელი გამონადენი არსებობს გარე იონიზატორის შეწყვეტის შემდეგაც. ფიზიკაში დამოუკიდებელ გამონადენებად იყოფა წყნარი, დნობა, რკალი, ნაპერწკალი, კორონა.

• მშვიდი - დამოუკიდებელი გამონადენებიდან ყველაზე სუსტი. მასში მიმდინარე ძალა ძალიან მცირეა (არაუმეტეს 1 mA). მას არ ახლავს ხმოვანი ან მსუბუქი მოვლენები.
• დნებოდა - თუ თქვენ გაზრდით ძაბვას წყნარ გამონადენში, ის გადადის შემდეგ დონეზე - მბზინავ გამონადენამდე. ამ შემთხვევაში ჩნდება ბზინვარება, რომელსაც თან ახლავს რეკომბინაცია. რეკომბინაცია - საპირისპირო იონიზაციის პროცესი, ელექტრონის და დადებითი იონის შეხვედრა. იგი გამოიყენება ბაქტერიციდულ და განათების ნათურებში.

ბრინჯი. 2. კაშკაშა გამონადენი

• რკალი - დენის სიძლიერე მერყეობს 10 ა-დან 100 ა-მდე. ამ შემთხვევაში იონიზაცია თითქმის 100%-ია. ამ ტიპის გამონადენი ხდება, მაგალითად, შედუღების აპარატის მუშაობის დროს.

ბრინჯი. 3. რკალის გამონადენი

• ცქრიალა - შეიძლება ჩაითვალოს რკალის გამონადენის ერთ-ერთ სახეობად. ასეთი გამონადენის დროს ძალიან მოკლე დროში მიედინება გარკვეული რაოდენობის ელექტროენერგია.
• კორონას გამონადენი - მოლეკულების იონიზაცია ხდება ელექტროდების მახლობლად მცირე გამრუდების რადიუსებით. ამ ტიპის დამუხტვა ხდება მაშინ, როდესაც ელექტრული ველის სიძლიერე მკვეთრად იცვლება.

რა ვისწავლეთ?

თავისთავად, აირის ატომები და მოლეკულები ნეიტრალურია. ისინი დამუხტულია გარედან გამოვლენისას. მოკლედ რომ ვთქვათ აირებში ელექტრული დენის შესახებ, ეს არის ნაწილაკების მიმართული მოძრაობა (დადებითი იონები კათოდში და უარყოფითი იონები ანოდში). ასევე მნიშვნელოვანია, რომ როდესაც აირი იონიზებულია, გაუმჯობესდეს მისი გამტარ თვისებები.