Електричний струм в газах: визначення, особливості та цікаві факти

Іскровий розряд

Іскровий пробій має імпульсний характер. Він виникає при тисках, близьких до нормального атмосферного, у випадках, коли потужності джерела електричного поля недостатньо для підтримання стаціонарного розряду. Напруженість поля при цьому велика і може досягати 3 МВ/м. Явище характеризується різким зростанням розрядного електричного струму в газі, одночасно напруга надзвичайно швидко падає, і розряд припиняється. Далі знову зростає різниця потенціалів, і весь процес повторюється.

При цьому типі розряду формуються короткочасні іскрові канали, зростання яких може починатися з будь-якої точки між електродами. Це пов’язано з тим, що ударна іонізація відбувається випадковим чином у місцях, де в даний момент концентрується найбільша кількість іонів. Поблизу іскрового каналу газ швидко нагрівається і відчуває теплове розширення, викликає акустичні хвилі. Тому іскровий розряд супроводжується тріском, а також виділенням теплоти і яскравим світінням. Процеси лавинної іонізації породжують у искровом каналі високі тиски і температури до 10 тисяч градусів і вище.

Цікаве:  Золото ртуті: метод отримання, застосування ртуті в сучасній промисловості

Найяскравішим прикладом природного іскрового розряду служить блискавка. Діаметр головного іскрового каналу блискавки може становити від декількох сантиметрів до 4 м, а довжина каналу досягати 10 км. Величина сили струму доходить до 500 тис. ампер, а різниця потенціалів між грозовою хмарою і поверхнею Землі досягає мільярда вольт.

Найбільш довга блискавка довжиною 321 км спостерігалася в 2007 році в Оклахомі, США. Рекордсменом за тривалістю стала блискавка, зафіксована в 2012 році у Французьких Альпах – вона тривала понад 7,7 секунди. При ударі блискавки повітря може розігрітися до 30 тисяч градусів, що в 6 разів перевищує температуру видимої поверхні Сонця.

У тих випадках, коли потужність джерела електричного поля досить велика, іскровий розряд розвивається в дуговий.