Co to jest PRĄD ELEKTRYCZNY W GAZACH.

Co to znaczy PRĄD ELEKTRYCZNY W GAZACH.: Prąd elektryczny może przepływać w środowisku gazowym dzięki istnieniu elektronów swobodnych i zjonizowanych atomów gazu, które są nośnikami ładunku elektrycznego. Gaz (na przykład powietrze) pod normalnym ciśnieniem jest dosyć dobrym izolatorem. Można jednak obserwować prądy o sporym natężeniu, jeżeli w pewnym obszarze ośrodka gazowego nastąpi jonizacja atomów gazu i pojawi się plazma jonowo elektronowa. - ŁUK ELEKTRYCZNY: wyładowanie łukowe można dostać przy w miarę niskim napięciu, gdyż do zainicjowania przepływu prądu wykorzystuje się termiczną jonizację gazu. Jeżeli dwa pręty grafitowe, włączone poprzez opór R do źródła dostatecznie wysokiego napięcia (na przykład 220 V), zetknąć ze sobą, to w miejscu styku powstaje w miarę spory spadek napięcia i wydziela się znaczna liczba ciepła. Przyrost temp. skutkuje jonizację otaczającego powietrza, co umożliwia przepływ prądu po rozsunięciu prętów grafitowych na pewną odległość. Pomiędzy końcami prętów powstaje łuk elektryczny, który jest smugą świecącego gazu. Końce elektrod rozżarzają się do białości. Szczególnie jasno świeci elektroda dodatnia, gdzie w konsekwencji bombardowania elektronami tworzy się oślepiająco świecące zagłębienie zwane kraterem. Temp. krateru osiąga wartość rzędu 4000°C. W trakcie palenia się łuku napięcie pomiędzy końcami elektrod wynosi ok. 40 V, dlatego w obwodzie musi się stale znajdować opór, na którym wystąpi odpowiedni spadek napięcia. Natężenie prądu w łuku elektrycznym osiąga spore wartości i może wynosić od kilku do kilkuset amperów. Prąd przepływa poprzez gaz stale jonizowany poprzez strumień elektronów emitowanych poprzez rozżarzoną katodę. Łuk elektryczny ma sporo zastosowań praktycznych. Łuk wytworzony w parach rtęci albo sodu jest wydajnym źródłem światła służącym do oświetlenia ulic. Wysoka temp. łuku pozwala konstruować piece do topienia metali i spawać metale. - ISKRA ELEKTRYCZNA: prąd elektryczny płynący w ośrodku gazowym, gdzie stan plazmy powstaje dzięki działaniu pola elektrycznego o bardzo sporym natężeniu. Pod wpływem tego pola elektrony swobodne i jony gazu, których niewielka liczba zawsze znajduje się w ośrodku, są przyśpieszane poprzez pole elektryczne i w następnych aktach zderzeń jonizują kolejne atomy gazu. W konsekwencji jonizacji zderzeniowej gwałtownie wzrasta stężenie jonów i elektronów swobodnych, co umożliwia przepływ prądu o sporym natężeniu w kanale utworzonym poprzez jonowo-elektronową plazmę. Iskra elektryczna powstaje przy sporych różnicach potencjałów. Gwałtowne wyładowania iskrowe, które można obserwować w okresie burzy ( błyskawica), powstają przy napięciach rzędu 105 V i wyższych. Pomniejszenie ciśnienia gazu skutkuje powiększenie średniej drogi swobodnej przyśpieszanych jonów. Mogą więc one uzyskać energię kinetyczną wystarczającą do zderzeniowej jonizacji przy umiarkowanych wartościach natężenia pola elektrycznego. Przy obniżonym ciśnieniu gazu iskra pojawia się przy mniejszych natężeniach pola elektrycznego. - WYŁADOWANIE JARZENIOWE: wyładowanie takie, któremu towarzyszy zwykle świecenie gazu, można obserwować obniżając ciśnienie gazu poniżej 50 mm Hg ( wyładowanie w gazach rozrzedzonych). Gdyż koncentracja nośników ładunku jest znacząco mniejsza niż w sytuacjach łuku elektrycznego albo iskry elektrycznej, natężenie prądu jest w miarę niewielkie i wyładowanie nie przebiega w sposób gwałtowny. Wyładowanie jarzeniowe można obserwować przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym, jeżeli wytworzy się lokalnie spory gradient potencjału, używając na przykład ostrza. Na końcu ostrza rozwija się wyładowanie jarzeniowe, które może spowodować świecenie gazu. Niekiedy natężenie pola elektrycznego w powietrzu atmosferycznym osiąga takie wartości, iż mogą powstać tego typu wyładowania w pobliżu ostrzy. Nazywają się one ogniami św. Elma. Wyładowanie jarzeniowe rozwijające się na ostrzu może bez pośpiechu rozładować, niosącą spory ładunek, chmurę burzową, zapobiegając wystąpieniu gwałtownego wyładowania iskrowego. Zdarzenie to pozwoliło skonstruować urządzenie chroniące budowle przed skutkami wyładowań atmosferycznych, zwane piorunochronem (Benjamin Franklin - 1749)