- •Электрический ток в газах. Вольтамперная характеристика (вах) газового разряда и ее физический анализ. Виды электрического разряда в газе.
- •Магнитостатика, ее предмет, основные понятия, законы, значимость и место в электродинамике
- •Методы расчета характеристик мсп. Решение прямой основной задачи магнитостатики.
- •1) Прямолинейный проводник с постоянным током.
- •3) Круговой проводник с постоянным током.
- •Индуктивность контура и соленоида.
- •Силовые проявления мсп. Действие мсп на проводник и контур с током и на движущуюся заряженную частицу. Сила Лоренца.
- •Взаимодействие проводников с током.
- •Контур (рамка) с током в однородном внешнем мсп.
- •Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.
- •Явление и закон электромагнитной индукции (зэми). Эдс самоиндукции.
- •Нестационарные процессы в цепи, содержащей индуктивность.
- •Энергия и объемная плотность энергии магнитного поля.
- •При увеличении тока в катушке на dI, пронизывающий ее поток возрастает на
- •Решением полученного уравнения, как нетрудно видеть, является гармоническая функция
- •Затухающие колебания
- •Вынужденные колебания. Резонанс.
- •Ферромагнетики. Домены и спиновая природа ферромагнетизма. Кривая намагничивания и магнитный гистерезис. Точка Кюри.
- •Уравнения максвелла.
Электрический ток в газах. Вольтамперная характеристика (вах) газового разряда и ее физический анализ. Виды электрического разряда в газе.
В обычном состоянии газы не проводят электрический ток, ибо состоят из электрически нейтральных атомов и молекул. Однако такие внешние воздействия, как нагрев, облучение ультрафиолетовыми лучами или потоком заряженных частиц, воздействие сильным электрическим полем, могут вызывать ионизацию атомов и молекул газа, то есть отрыв электрона от них, и создавать свободные носители заряда - электроны и ионы.
П
На ВАХ электрического разряда в газе можно выделить следующие пять участков:
- область справедливости закона Ома: здесь имеет место баланс между числом образуемых ионизатором носителей тока и их убылью за счет рекомбинации и ухода на электроды. По мере роста напряжения ток растет за счет увеличения числа носителей при рассасывании электронно-ионного облака, образуемого ионизатором (имеет место ток, ограниченный пространственным зарядом).
- область насыщения тока. Здесь все, образуемые внешним источником (ионизатором) носители тока, попадают на электроды. Сила тока не зависит от напряжения, а определяется лишь мощностью ионизатора: нас = 2qeSl, а jнас = 2qel, где - число пар носителей, образуемых в единице объема в единицу времени, а l – расстояние между электродами.
Первые две области представляют собой несамостоятельный разряд
- область ударной электронной ионизации. Начиная с некоторого напряжения UР, электроны1 приобретают в электрическом поле кинетическую энергию Wк = qeUР = qeЕ, где - средняя длина свободного пробега электрона в газе, достаточную для ионизации атомов (молекул) газа, то есть для отрыва электрона от них. При этом происходит лавинообразное нарастание числа носителей тока. Коэффициент газового усиления А, показывающий во сколько раз умножается число носителей тока, достигает 103 - 104.
V – область Гейгера. В конце предыдущего, третьего участка ВАХ напряжение становится достаточным для ударной ионной ионизации атомов (молекул) газа. Но сам разряд без внешнего толчка (ионизатора) здесь еще возникнуть не может. Сила же разрядного тока здесь практически не зависит от мощности ионизатора, то есть от числа .
V – область непрерывного разряда. Приложенное к разрядному газовому промежутку электрическое поле становится достаточным для обеспечения разряда в газе в отсутствие внешнего ионизатора. Имеет место электрический пробой газа. Воздух, например, пробивается при достижении напряженности Епр = 30 кВ/см.
В зависимости от условий осуществления различают следующие виды самостоятельного разряда в газе:
1. Искровой разряд – происходит, когда источник электрического поля не способен поддерживать самостоятельный разряд в течение длительного времени, и он прекращается через короткое время в результате происходящего уменьшения напряжения; пример – молния, искры при коммутации в электрических цепях.
2. Дуговой разряд (электрическая дуга) - наблюдается при повышенной силе тока и поддерживается за счёт термоэлектронной эмиссии с катода в результате бомбардировки и разогрева его положительными ионами.
3. Коронный разряд - наблюдается в сильно неоднородных электрических полях, образующихся, например, между острием и плоскостью, или между проводом и плоскостью (в линиях электропередач). Ионизация электронным ударом происходит здесь лишь вблизи одного из электродов, в области с повышенной напряжённостью электрического поля.
4. Тлеющий разряд - наблюдается при пониженном давлении в газонаполненных трубках, сопровождается слабым свечением.