வாயுக்களில் மின்சார வெளியேற்ற வகைகள்

அயனியாக்கம் செயல்முறைகளின் விளைவாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் (எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அயனிகள்) மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் வாயுக்களின் இயக்கத்தின் அனைத்து நிகழ்வுகளும் வாயுக்களில் மின் வெளியேற்றம் அடங்கும் ... வாயுக்களில் ஒரு வெளியேற்றம் ஏற்படுவதற்கு ஒரு முன்நிபந்தனை இலவசம் அதில் கட்டணங்கள் - எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அயனிகள்.

நடுநிலை மூலக்கூறுகளை மட்டுமே கொண்ட ஒரு வாயு மின்னோட்டத்தை நடத்துவதில்லை, அதாவது. ஒரு சிறந்த மின்கடத்தா ... உண்மையான நிலையில், இயற்கை அயனியாக்கிகளின் (சூரியனில் இருந்து வரும் புற ஊதா கதிர்வீச்சு, காஸ்மிக் கதிர்கள், பூமியில் இருந்து கதிரியக்க கதிர்வீச்சு போன்றவை) செயல்பாட்டின் காரணமாக, வாயு எப்போதும் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு இலவச கட்டணங்களைக் கொண்டுள்ளது - அயனிகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள், இது ஒரு குறிப்பிட்ட மின் கடத்துத்திறனை அளிக்கிறது.

இயற்கையான அயனியாக்கிகளின் சக்தி மிகக் குறைவு: அவற்றின் செயல்பாட்டின் விளைவாக, ஒவ்வொரு கன சென்டிமீட்டரிலும் ஒவ்வொரு நொடியும் காற்றில் சுமார் ஒரு ஜோடி கட்டணங்கள் உருவாகின்றன, இது கட்டணங்களின் அளவு அடர்த்தியின் அதிகரிப்புக்கு ஒத்திருக்கிறது po = 1.6-19 CL / (cm3 x in ). அதே அளவு கட்டணங்கள் ஒவ்வொரு நொடியும் மீண்டும் இணைக்கப்படுகின்றன. அதே நேரத்தில் 1 செமீ3 காற்றில் உள்ள கட்டணங்களின் எண்ணிக்கை நிலையானது மற்றும் 500-1000 ஜோடி அயனிகளுக்கு சமமாக இருக்கும்.

இவ்வாறு, மின்முனைகளுக்கு இடையே S தூரம் கொண்ட ஒரு தட்டையான காற்று மின்தேக்கியின் தட்டுகளுக்கு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்டால், மின்னோட்டத்தில் மின்னோட்டம் நிறுவப்படும், அதன் அடர்த்தி J= 2poS = 3.2×10-19 S A / cm2 ஆகும். .

செயற்கை அயனியாக்கிகளின் பயன்பாடு வாயுவின் தற்போதைய அடர்த்தியை விட பல மடங்கு அதிகரிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, பாதரச-குவார்ட்ஸ் விளக்கு மூலம் வாயு இடைவெளியை ஒளிரச் செய்யும் போது, ​​வாயுவின் தற்போதைய அடர்த்தி 10 - 12 A / cm2 ஆக அதிகரிக்கிறது; அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட தொகுதிக்கு அருகில் நேர்மையான வெளியேற்றத்தின் முன்னிலையில், 10-10 A / cm2 வரிசையின் நீரோட்டங்கள் போன்றவை.

பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தம் i (படம் 1) இன் மதிப்பில் ஒரு சீரான மின்சார புலத்துடன் வாயு இடைவெளி வழியாக மின்னோட்டத்தின் சார்புநிலையைக் கவனியுங்கள்.

அரிசி. 1. வாயு வெளியேற்றத்தின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகள்

ஆரம்பத்தில், மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது, ​​மின்னழுத்தங்கள் (பிரிவு OA) மீது ஒரு மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் அதிகரிக்கும் கட்டணங்களின் அளவு குறைவதால் இடைவெளியில் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கிறது. AB பிரிவில், மின்னோட்டம் நடைமுறையில் மாறாது, ஏனெனில் வெளிப்புற அயனியாக்கிகள் காரணமாக உருவாகும் அனைத்து கட்டணங்களும் மின்முனைகளில் விழும். செறிவூட்டல் மின்னோட்டம் இடைவெளியில் செயல்படும் அயனியாக்கியின் தீவிரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

மின்னழுத்தத்தில் மேலும் அதிகரிப்புடன், மின்னோட்டம் கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது (பிரிவு BC), இது மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் வாயு அயனியாக்கம் செயல்முறைகளின் தீவிர வளர்ச்சியைக் குறிக்கிறது. மின்னழுத்தம் U0 இல், இடைவெளியில் மின்னோட்டத்தில் கூர்மையான அதிகரிப்பு காணப்படுகிறது, இந்த விஷயத்தில் அதன் மின்கடத்தா பண்புகளை இழந்து ஒரு கடத்தியாக மாறும்.

வாயு இடைவெளியின் மின்முனைகளுக்கு இடையில் உயர் கடத்துத்திறன் சேனல் தோன்றும் நிகழ்வு மின் முறிவு என்று அழைக்கப்படுகிறது (ஒரு வாயுவில் ஏற்படும் முறிவு பெரும்பாலும் மின் வெளியேற்றம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, அதாவது முறிவு உருவாக்கத்தின் முழு செயல்முறையும் ஆகும்).

OABS குணாதிசயத்தின் பிரிவுடன் தொடர்புடைய மின்சார வெளியேற்றம் சார்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இந்த பிரிவில் வாயு இடைவெளியில் உள்ள மின்னோட்டம் செயலில் உள்ள அயனியாக்கியின் தீவிரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. புள்ளி C க்குப் பிறகு பிரிவில் உள்ள வெளியேற்றம் சுயாதீனமாக அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இந்த பிரிவில் வெளியேற்ற மின்னோட்டம் மின்சார சுற்றுகளின் அளவுருக்கள் (அதன் எதிர்ப்பு மற்றும் சக்தி மூலத்தின் சக்தி) மற்றும் அதன் பராமரிப்புக்காக, சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் உருவாக்கம் ஆகியவற்றை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது. வெளிப்புற அயனியாக்கிகள் காரணமாக தேவையில்லை. சுய-வெளியேற்றம் தொடங்கும் மின்னழுத்த Wo ஆரம்ப மின்னழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

வெளியேற்றம் நடைபெறும் நிலைமைகளைப் பொறுத்து வாயுக்களில் சுய-கலைப்பு வடிவங்கள், அவை வேறுபட்டிருக்கலாம்.

குறைந்த அழுத்தத்தில், ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு சிறிய எண்ணிக்கையிலான வாயு மூலக்கூறுகள் இருப்பதால், இடைவெளி அதிக கடத்துத்திறனைப் பெற முடியாது, மேலும் ஒரு பளபளப்பு வெளியேற்றம்... பளபளப்பு வெளியேற்றத்தில் தற்போதைய அடர்த்தி குறைவாக உள்ளது (1-5 mA / cm2), வெளியேற்றம் மின்முனைகளுக்கு இடையிலான முழு இடத்தையும் உள்ளடக்கியது.

அரிசி. 2. வாயுவில் பளபளப்பு வெளியேற்றம்

வளிமண்டலத்திற்கு நெருக்கமான மற்றும் அதிக வாயு அழுத்தத்தில், ஆற்றல் மூலத்தின் சக்தி குறைவாக இருந்தால் அல்லது மின்னழுத்தம் குறுகிய காலத்திற்கு இடைவெளியில் பயன்படுத்தப்பட்டால், ஒரு தீப்பொறி வெளியேற்றம் உள்ளது... தீப்பொறி வெளியேற்றத்திற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு வெளியேற்றம். மின்னல் வடிவில்… மின்னழுத்தத்திற்கு நீண்ட நேரம் வெளிப்படுவதால், தீப்பொறி வெளியேற்றமானது மின்முனைகளுக்கு இடையில் மாறி மாறி தோன்றும் தீப்பொறிகளின் வடிவத்தை எடுக்கும்.

அரிசி. 3. நேர்மையான வெளியேற்றம்

ஆற்றல் மூலத்தின் குறிப்பிடத்தக்க சக்தியின் விஷயத்தில், தீப்பொறி வெளியேற்றம் ஒரு வளைவாக மாறும், இதில் ஒரு மின்னோட்டம் இடைவெளி வழியாக பாயும், நூற்றுக்கணக்கான மற்றும் ஆயிரக்கணக்கான ஆம்பியர்களை அடையும். அத்தகைய மின்னோட்டம் வெளியேற்ற சேனலை சூடாக்குவதற்கு பங்களிக்கிறது, அதன் கடத்துத்திறனை அதிகரிக்கிறது, இதன் விளைவாக, மின்னோட்டத்தில் மேலும் அதிகரிப்பு பெறப்படுகிறது. இந்த செயல்முறை முடிவடைய சிறிது நேரம் எடுக்கும் என்பதால், மின்னழுத்தத்தின் குறுகிய கால பயன்பாட்டுடன், தீப்பொறி வெளியேற்றம் ஒரு வில் வெளியேற்றமாக மாறாது.

அரிசி. 4. ஆர்க் வெளியேற்றம்

மிகவும் ஒத்திசைவற்ற புலங்களில், சுய-வெளியேற்றம் எப்போதும் கொரோனா வெளியேற்றத்தின் வடிவத்தில் தொடங்குகிறது, இது வாயு இடைவெளியின் ஒரு பகுதியில் மட்டுமே உருவாகிறது, அங்கு புல வலிமை அதிகமாக இருக்கும் (எலக்ட்ரோடுகளின் கூர்மையான விளிம்புகளுக்கு அருகில்). கரோனா டிஸ்சார்ஜ் விஷயத்தில், ஒரு சேனல் மூலம் அதிக கடத்துத்திறன் மின்முனைகளுக்கு இடையில் ஏற்படாது, அதாவது இடைவெளி அதன் இன்சுலேடிங் பண்புகளை வைத்திருக்கிறது. பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தம் மேலும் அதிகரிக்கப்படுவதால், கரோனா வெளியேற்றமானது ஒரு நேர்மையான அல்லது வில் வெளியேற்றமாக மாறுகிறது.

கரோனா வெளியேற்றம் - போதுமான அடர்த்தி கொண்ட வாயுவில் நிலையான மின்சார வெளியேற்றத்தின் வகை, இது ஒரு வலுவான ஒத்திசைவற்ற மின்சார புலத்தில் நிகழ்கிறது. எலக்ட்ரான் பனிச்சரிவுகளால் நடுநிலை வாயுத் துகள்களின் அயனியாக்கம் மற்றும் தூண்டுதல் ஒரு சிறிய ஆரம் கொண்ட வளைவு கொண்ட மின்முனைக்கு அருகிலுள்ள வலுவான மின்சார புலத்தின் வரையறுக்கப்பட்ட அளவு மண்டலத்தில் (கொரோனா தொப்பி அல்லது அயனியாக்கம் மண்டலம்) மொழிபெயர்க்கப்படுகிறது. அயனியாக்கம் மண்டலத்திற்குள் இருக்கும் வாயுவின் வெளிர் நீலம் அல்லது ஊதா ஒளி, சூரிய கரோனாவின் ஒளிவட்டத்துடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம், இந்த வகை வெளியேற்றத்தின் பெயரை உருவாக்கியது.

புலப்படும், புற ஊதா (முக்கியமாக), மற்றும் ஸ்பெக்ட்ரமின் குறுகிய அலைநீளங்களில் கதிர்வீச்சுக்கு கூடுதலாக, கரோனா வெளியேற்றமானது கரோனா மின்முனையிலிருந்து வாயு துகள்களின் இயக்கத்துடன் சேர்ந்துள்ளது - என்று அழைக்கப்படும் "மின்சார காற்று", ஹம், சில நேரங்களில் ரேடியோ உமிழ்வு, வேதியியல், எதிர்வினைகள் (உதாரணமாக, காற்றில் ஓசோன் மற்றும் நைட்ரஜன் ஆக்சைடுகளின் உருவாக்கம்).

அரிசி. 5. வாயுவாக கரோனா வெளியேற்றம்

வெவ்வேறு வாயுக்களில் மின்சார வெளியேற்றத்தின் தோற்றத்தின் ஒழுங்குமுறைகள் ஒரே மாதிரியானவை, வேறுபாடு செயல்முறையை வகைப்படுத்தும் குணகங்களின் மதிப்புகளில் உள்ளது.