Електричний струм в газах: визначення, особливості та цікаві факти

Дуговий розряд

Цей вид самостійного розряду характеризується великою щільністю струму і малим (менше, ніж при тліючому розряді) напругою. Дистанція пробою невелика завдяки близькому розташуванню електродів. Розряд ініціюється випусканням електрона з поверхні катода (для атомів металів потенціал іонізації невеликий в порівнянні з молекулами газів). Під час пробою між електродами створюються умови, при яких газ проводить електричний струм, і виникає іскровий розряд, що замикає ланцюг. Якщо потужність джерела напруги досить велика, іскрові розряди переходять в стійку електричну дугу.

Іонізація при дуговому розряді досягає майже 100%, сила струму дуже велика і може складати від 10 до 100 ампер. При атмосферному тиску дуга здатна нагріватися до 5-6 тисяч градусів, а катод – до 3 тисяч градусів, що приводить до інтенсивної термоелектронної емісії з його поверхні. Бомбардування анода електронами приводить до часткового руйнування: на ньому утворюється заглиблення – кратер з температурою близько 4000 °C. Збільшення тиску тягне за собою ще більший ріст температур.

Цікаве:  Яйце динозавра: як виглядає

При розведенні електродів дуговий розряд залишається стійким до деякої відстані, що дозволяє боротися з ним на тих ділянках електрообладнання, де він шкідливий через викликану ним корозії і вигоряння контактів. Це такі пристрої, як високовольтні і автоматичні вимикачі, контактори та інші. Одним з методів боротьби з дугою, що виникає при розмиканні контактів, є використання дугогасильних камер, заснованих на принципі подовження дуги. Застосовуються і багато інші методи: шунтування контактів, використання матеріалів з високим потенціалом іонізації і так далі.