Искровой разряд

Искровой и коронный, ВЧ- и СВЧ- разряды

Искровой разряд принципиально импульсный, его изучали и до появления источников тока: трением заряжали конденсаторы ("лейденские банки"), собирали атмосферное электричество в предгрозовых условиях. В России в XVIII в. работали М. Ломоносов и Г. Рихман, в Америке В.Франклин. Он предложил первое объяснение электрическим явлениям: электричество -"невесомая жидкость" (вроде "теплорода"), ее избыток - знак (+), недостаток -знак (-). Если соединить их проводником, то (+) потечет к (-)... Так, в электротехнике ток и до сих пор течет от (+) к (-)!.. Реальное изучение очень быстро протекающих искровых разрядов стало возможно с появлением камер Вильсона, приборов скоростного фотографирования, катодных осциллографов. Оказалось, что искра может загораться в плотном (давление порядка атмосферы и больше) газе при большой напряженности электрического поля. Первичная лавина быстро поляризуется - электроны отходят в сторону анода, а ионы практически стоят. При образовании лавины происходит много возбуждений с быстрым высвечиванием, фотоэффект создает новые электроны, новые лавины вблизи основной, они втягиваются в основную лавину, растет ее объединенный заряд, растет создаваемое им электрическое поле E. Когда это поле Е примерно станет равным внешнему Ео, возникает тонкий проводящий канал - стример, соединяющий электроды (стример может быть направлен к любому электроду или сразу к обоим). Скорость распространения стримеров (более 10⁸ см/с) гораздо больше скорости распространения электронных лавин, определяемой подвижностью электронов. Таким образом, для развития стримера необходимо выполнение двух условий: 1) поле лавины сравнивается с внешним полем (E ~ Eо); 2) излучение переднего фронта лавины достаточно для фотоионизации нужного количества атомов газа. Собственно стример слабопроводящий, но перед самым замыканием межэлектродного промежутка вдоль него проходит волна скачка потенциала, образуется хорошо проводящий канал, и уже по нему проходит большой ток - собственно искра. Газ в канале сильно нагревается, возникает скачок давления - звуковая волна (в молнии - гром). (Изложение весьма упрощенное, но более аккуратное намного длиннее, а полной ясности все равно нет...) Если межэлектродное расстояние большое, поле Е

неоднородное, на конце стимера может образоваться хорошо проводящий

участок - лидер (рис. 8.8), что

характерно для молний, где

последовательно образуется

несколько лидеров, по

существу, несколько разрядов с

временными сдвигами в десятки

миллисекунд.

Искровой разряд получил

применение в промышленности,

это так называемый

"электроэрозионный" способ

обработки металлов,

запатентованный в ряде стран.

Более подробно об искровом

разряде см. [34].

Дата добавления: 2014-01-20