Что такое электрический разряд
Перейти к содержимому

Что такое электрический разряд

  • автор:

Разряд электрический*

Электрическая искра имеет цветовой оттенок в зависимости от природы тел, между которыми она образуется. Так, она окрашена в зеленый цвет, когда появляется между медными или серебряными телами; она имеет красноватый оттенок, когда получается между железными телами. Спектры искр состоят из светлых линий, причем часть этих линий соответствует спектрам тех металлов, из которых приготовлены тела, разряжающиеся через эти искры; другая часть линий принадлежит спектрам газов, в которых образуются искры. Чем сильнее искра, тем ярче получаются металлические спектральные линии. Р. при помощи кисти получается обыкновенно в том случае, когда изолированное проводящее тело, находящееся в газе, сильно наэлектризовано и вблизи его нет другого тела на таком расстоянии, чтобы могла образоваться искра. Кисть появляется на более выдающихся частях поверхности тела. На конце острия особенно легко получается кисть. В воздухе кисть имеет фиолетовый оттенок и состоит из большего числа разветвлений в виде весьма тонких веточек. Все эти веточки как бы исходят из одного корешка, более яркого по свету и расположенного на положительно наэлектризованном теле (фиг. 2). Другое тело, находящееся поблизости к первому и наэлектризованное отрицательно, покрывается на стороне, обращенной к кисти, светящимся слоем. Когда Р. происходит между двумя остриями, то на положительном острие получается кисть, а на отрицательном является лишь светящаяся точка. Возникновение кисти сопровождается всегда особым свистящим и шипящим звуком. Весьма интересны фигуры, получающиеся на фотографических пластинках, подвергнутых действию Р. через острие и затем проявленных. Эти фигуры весьма неодинаковы для положительного и отрицательного элекричества Помещенные здесь рисунки (фиг. 3, 4) представляют копии фигур, полученных на фотографических пластинках покойным лаборантом физ. лаборатории Спб. унив. Н. Н. Хамонтовым. Тихий Р., или Р. при помощи сияния, получается в том случае, когда наэлектризованное тело находится в газе, имеющем малую упругость. Особенно хорошо наблюдается это явление в Гейсслеровых трубках (см. Гейсслеровы трубки). В Гейсслеровых трубках сияние получается как бы всходящим из конца положительного электрода (анода). Это сияние заполняет собой внутренность трубки (оно называется положителным светом) и отделяется темным пространством от другого света, начинающегося у отрицательного электрода (катода), который является при этом весь окруженным светящимся ореолом. Положительный свет представляет обыкновенно ряд параллельно расположенных, слегка выпуклых светящихся слоев, отделенных друг от друга темными промежутками (явление стратификации, фиг. 5). С изменением упругости газа в Гейсслеровой трубке изменяется и самое свечение ее. Чем меньше эта упругость, тем слабее развивается положительный свет в ней и тем резче получается отрицательное свечение. Цвет свечения в Гейсслеровой трубке зависит от природы газа, наполняющего ее. В трубке, заполненной воздухом, положительный свет имеет красноватый оттенок, отрицательный свет — голубоватый; трубка с водородом, светится красноватым, с азотом медно-красным, с кислородом розовым с угольной кислотой и окисью углерода — светло-сероватым светом. Спектр свечения в Гейсслеровой трубке обнаруживает лишь линии, принадлежащие газу в этой трубке. В этом спектре не наблюдаются линии, соответствующие спектру металла электродов. Наблюдения показывают, что при свечении Гейсслеровой трубки температура газа в ней может быть весьма небольшая, она может быть меньше 100°. Магнит оказывает значительное влияние на форму свечения газа в Гейсслеровой трубке. Действие магнита в этом случае подобно действию его на гибкие проводники с токами. Стратификация положительного света начинается при некоторой упругости, она усиливается вместе с разрежением, т. е. число слоев возрастает, когда упругость газа уменьшается, но так продолжается до определенной упругости. При некоторой упругости число слоев начинает уменьшаться, самые слои становятся толще, и наконец они совсем исчезают. Когда упругость в трубке доводится до весьма малой величины, когда она измеряется миллионными долями атмосферы, характер световых явлений в трубке совершенно изменяется. В этом случае положительный свет почти вполне исчезает и в трубке является лишь один отрицательный свет в виде слабо светящегося пучка лучей, как бы исходящих по направлению нормалей к поверхности катода. Трубки с таким разрежением носят название трубок Крукса. Лучи, испускаемые катодом, так называемые катодные лучи, встречая стеклянную поверхность трубки, возбуждают довольно яркую фосфоресценцию в стекле, имеющую зеленый оттенок. Эти лучи возбуждают фосфоресценцию и во многих других телах, если только они падают на эти тела. Так, особенно ярко фосфоресцируют алмазы, рубины и др. минералы. Катодные лучи при встрече с твердыми телами, находящимися внутри трубки, производят значительное нагревание этих тел и могут вызвать даже сильное накаливание их. Катодные лучи испытывают действие магнита — они отклоняются последним. Они производят давление на тело, на которое падают, и могут вызвать движение этого тела. Так, при помощи катодных лучей можно заставить вращаться маленькое мельничное колесико, помещенное внутри Круксовой трубки. Из исследования природы катодных лучей оказалось, что эти лучи представляют собой быстро движущиеся по направлению от катода материальные частички, заряженные отрицательным электричеством. Там, где катодные лучи встречают твердое тело, возбуждаются особые лучи, открытые Рентгеном (см. Рентгеновские лучи).

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890—1907 .

Полезное

Смотреть что такое «Разряд электрический*» в других словарях:

Разряд электрический — Потеря электричества каким либо наэлектризованным телом, т. е. Р. этого тела, может происходить различными способами, вследствие чего и явления, сопровождающие Р., могут получаться по характеру весьма неодинаковые. Все разнообразные формы Р.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Разряд электрический в газах — [electric gas discharge] прохождение электрического тока через газовую среду под действием электрического поля, сопровождающееся изменением состояния газа. Газы становятся электропроводными только при их ионизации. Если электрический разряд в… … Энциклопедический словарь по металлургии

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗРЯД В ГАЗЕ — (3) … Большая политехническая энциклопедия

электрический разряд в газах — (газовый разряд), прохождение электрического тока через газ под действием электрического поля. Особенность газов состоит в том, что электрический разряд в газах сам создаёт в них носители заряда свободные электроны и ионы и обусловливает их… … Энциклопедический словарь

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — 1) свойственный электричеству. 2) быстрый, подобно электрической искре. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ а) Свойственный электричеству. b) Быстрый, как электрическая искра. Объяснение… … Словарь иностранных слов русского языка

Электрический разряд — Электрический разряд  процесс протекания электрического тока связанный со значительным увеличением электропроводимости среды относительно его нормального состояния. Увеличение электропроводности обеспечивается наличием дополнительных… … Википедия

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗРЯД В ГАЗАХ — (газовый разряд) прохождение электрического тока через газ под действием электрического поля. Особенность газов состоит в том, что электрический разряд в газах сам создает в них носители заряда свободные электроны и ионы и обусловливает их… … Большой Энциклопедический словарь

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, электрическая, электрическое. 1. прил. к электричество. Электрический ток. Электрическая энергия. Электрический заряд. Электрический разряд. || Возбуждающий, производящий электричество. Электрическая машина. Электрическая станция.… … Толковый словарь Ушакова

электрический разряд в газе — электрический разряд в газе; электрический разряд; разряд; отрасл. газовый разряд Совокупность явлений, происходящих в газе в связи с прохождением через него электрического тока … Политехнический терминологический толковый словарь

электрический разряд — в газе; электрический разряд; разряд; отрасл. газовый разряд Совокупность явлений, происходящих в газе в связи с прохождением через него электрического тока … Политехнический терминологический толковый словарь

Электрический разряд

Эта статья частично или полностью основана на одной из версий статьи в Русской Википедии (или в другом проекте Фонда Викимедиа) и находится на начальном уровне проработки

Электрический разряд — процесс протекания электрического тока, связанный со значительным увеличением электропроводимости среды относительно её нормального состояния.

Увеличение электропроводности обеспечивается наличием дополнительных свободных носителей заряда. Электрические разряды можно разделить на:

  • Несамостоятельный разряд — разряд, протекающий за счёт внешнего ионизатора.
  • Самостоятельный разряд — разряд, который может проходить без действия внешнего ионизатора.

Виды самостоятельного разряда:

Переход от несамостоятельного разряда к самостоятельному называется электрическим пробоем.

Электрический разряд

Свойства и эффекты электрических разрядов полезны в широком диапазоне величин. Крошечные импульсы тока используются для обнаружения ионизирующего излучения в трубке Гейгера-Мюллера . Низкий установившийся ток можно использовать для иллюстрации спектра газов в заполненной газом трубке . Неоновая лампа является примером газоразрядной лампы , полезной как для освещения, так и в качестве регулятора напряжения . Лампа — вспышка генерирует короткий импульс интенсивного света, полезного для фотографии , пропуская сильный ток через газовый дуговой разряд. Коронные разряды используются в фотокопировальных машинах .

Электрические разряды могут передавать значительную энергию электродам на концах разряда. Искровой разрядник используется в двигателях внутреннего сгорания для воспламенения топливно-воздушной смеси при каждом рабочем такте. Искровые разрядники также используются для коммутации больших токов в генераторе Маркса и для защиты электрических аппаратов. При электроэрозионной обработке несколько крошечных электрических дуг используются для эрозии токопроводящей заготовки до готовой формы. Дуговая сварка используется для сборки тяжелых стальных конструкций, где основной металл нагревается до плавления за счет тепла дуги. Дуговая электропечь выдерживает токи дуги в десятки тысяч ампер и применяется для выплавки стали, производства сплавов и др. изделий.

Примеры

Примеры явлений электрического разряда включают:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Американский геофизический союз, Национальный исследовательский совет (США). Комитет по изучению геофизики (1986 г.) Электрическая среда Земли. National Academy Press, Вашингтон, округ Колумбия, стр. 263.

Эта статья, связанная с физикой плазмы , является незавершенной . Вы можете помочь Википедии, дополнив ее .

ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ

Статическое электричество – общеизвестное природное явление, с которым сталкивается всякий, кто, например, прикасается к дверной ручке после прогулки по ковру.

Возникающий при этом электрический разряд сам по себе безопасен, хотя от неожиданности человек может совершить непредсказуемые действия.

Однако кроме такого статический разряд может породить и другие явления, часть которых совершенно необходимо предотвратить. Их последствия могут быть самыми разнообразными: от выхода из строя электронной аппаратуры до взрыва всего здания.

Возникновение статического электричества; электрический разряд

Статическое электричество возникает всюду, где происходит движение твердых изоляторов или жидкостей – точнее, в момент их разделения. Экстремальный случай – обдувание стенки пыльным воздухом.

Напряжение разряда зависит от влажности. В сухом воздухе разряд бывает сильнее, чем во влажном. Электронные компоненты крайне чувствительны к таким разрядам. Даже разряд менее 30В может вывести их из строя или привести к неправильному срабатыванию.

Это может стать причиной необоснованного риска и непредсказуемых результатов. Вот почему электронные компоненты почти всегда оснащаются защитой.

Статическое и динамическое электричество

Под динамическим электричеством имеется в виду электрический ток, обычно производимый электростанциями и поступающий по проводам. Он проявляется как напряжение на контактах. Статическое же электричество не подпитывается каким-либо источником напряжения. Оно выступает как своего рода разовое явление, которое не может повториться немедленно и требует времени для накопления перед новым разрядом.

Атмосферные разряды

Гроза – электрическое атмосферное явление, при котором в мощных кучево-дождевых облаках или между облаками и земной поверхностью возникают многократные электрические разряды (молнии), сопровождающиеся громом. Грозам обычно сопутствуют шквалистые ветры, ливневые осадки, нередко с градом.

Электрические явления в атмосфере: ионизация воздуха, электрическое поле атмосферы, электрические заряды облаков и осадков, электрические токи вызывают разряды в атмосфере. Такие разряды называют атмосферным

Одной из проблем безопасности полетов самолетов являются атмосферные электрические разряды, с которыми приходится сталкиваться экипажам воздушных судов, оборудованных системой дистанционного управления.

Пилоты, знакомящиеся с самолетом, оборудованным системой дистанционного управления, обычно задают законные вопросы о том, какой эффект оказывают молнии на системы этого технически усовершенствованного самолета.

В основном молнии имеют прямой и косвенный эффект на самолет.

  1. Прямой эффект вызывает физические повреждения структуры самолета. Они вызваны высокой энергией, содержащейся в разряде молнии за одну секунду. Структура самолета, созданная для представления Faraday Cage, полностью прошита, а многие части сделаны из графитового волокнистого укрепленного пластика (CFRP), и с помощью специальных технологий достигнута их электрическая проводимость.
  2. Косвенный эффект молнии отражается на легком нарушении или сильном повреждении системы авионики. Это повреждение связано с электромагнитными полями, возникающими из циркуляции высоковольтного тока в структуре самолета.

Например, от удара молнии напряжение может попасть на сигналы, которые не защищены от молнии, из-за чего общий сигнальный уровень поднимется в 500 раз. Ток, который возникнет в этом случае, может быть в 300 тыс. раз выше нормального состояния. Избыток входящей энергии, который встроенные фильтры должны нейтрализовать, может быть равен 500 кВт, в то время как потребление энергии всем оборудованием при нормальных обстоятельствах намного меньше 100 Вт.

Еще одним источником электрического разряда является такое явление, как шаровая молния (ШМ), практически неослабевающий интерес к которой обусловлен по-видимому тем, что до сих пор не существует какой-то одной общепринятой модели их внутреннего строения. Время жизни наблюдаемых ШМ достигает десятков секунд и учитывая их внезапное появление слишком мало для детального исследования. Отсюда основным источником информации об ШМ становятся последствия их взаимодействия с окружающими предметами. Некоторые примеры из повреждения предметов после контакта с ШМ позволяют сделать оценки внутренней энергии, содержащейся в ШМ. Как следует из опыта контактов с ШМ, они обычно образуются вблизи источников сильных электромагнитных разрядов – при ударе молнии, при замыкании-размыкании высоковольтного или сильноточного электрооборудования, при высокочастотных импульсах мощных генераторов.

Молнии не контролируются природой. Они проводят свою энергию через крошечное острие. Концентрация этой энергии — источник физических повреждений. Задача всех защитных технологий – рассеять эту энергию. Заклепанная поверхность самолета не может полностью предохранить повреждение. Необходимо удалить статические заряды, возникшие от воздушного трения, и создать защиту от высокоинтенсивных радиационных полей.

Электрический разряд в газах (газовый разряд)

Особенность газов состоит в том, что электрический разряд в газах сам создает в них носители заряда – свободные электроны и ионы и обусловливает их концентрацию и распределение в объеме газа. В зависимости от давления, рода газа, процессов на электродах, плотности разрядного тока и др. возникают различные типы разрядов: тихий, тлеющий, дуговой, искровой, коронный, кистевой. По способу подведения энергии различают: разряд на постоянном токе, переменном токе низкой частоты, высокочастотный разряд и импульсный разряд.

Для примера рассмотрим одну из форм самостоятельного разряда в газах – так называемый тлеющий разряд. Для получения этого типа разряда удобно использовать стеклянную трубку длиной около полуметра, содержащую два металлических электрода.

Присоединим электроды к источнику постоянного тока с напряжением несколько тысяч вольт (годится электрическая машина) и будем постепенно откачивать из трубки воздух. При атмосферном давлении газ внутри трубки остается темным, так как приложенное напряжение в несколько тысяч вольт недостаточно для того, чтобы пробить длинный газовый промежуток. Однако когда давление газа достаточно понизится, в трубке вспыхивает светящийся разряд. Он имеет вид тонкого шнура (в воздухе – малинового цвета, в других газах других цветов), соединяющего оба электрода. В этом состоянии газовый столб хорошо проводит электричество.

Различают следующие две главные части разряда: 1) несветящуюся часть, прилегающую к катоду, получившую название темного катодного пространства; 2) светящийся столб газа, заполняющий всю остальную часть трубки, вплоть до самого анода. Эта часть разряда носит название положительного столба. При подходящем давлении положительный столб может распадаться на отдельные слои, разделенные темными промежутками, так называемые страты.

Описанная форма разряда называется тлеющим разрядом. При тлеющем разряде газ хорошо проводит электричество, а значит, в газе все время поддерживается сильная ионизация. Причинами ионизации газа в тлеющем разряде являются ударная ионизация и выбивание электронов с катода положительными ионами. Катодное падение потенциала зависит от материала катода и от рода газа.

В настоящее время трубки с тлеющим разрядом находят практическое применение как источник света – газосветные лампы. Для целей освещения с успехом применяются газосветные лампы, в которых разряд происходит в парах ртути, причем вредное для зрения ультрафиолетовое излучение поглощается слоем фосфоресцирующего вещества, покрывающего изнутри стенки лампы. Фосфоресцирующее вещество начинает светиться видимым светом, который добавляется к собственному свечению паров ртути, давая в результате свет, близкий по характеру к дневному свету (газосветные лампы дневного света). Такие лампы не только дают очень приятное «естественное» освещение, но и значительно (в 3-4 раза) экономичнее лампочек накаливания.

Газосветные лампы применяются также для декоративных целей. В этих случаях им придают очертания букв, различных фигур и т. д. и наполняют газом с красивым цветом свечения (неоном, дающим оранжево-красное свечение, или аргоном с синевато-зеленым свечением).

Дуговой разряд. Если после зажигания искрового разряда постепенно уменьшат сопротивление цепи, то сила тока в искре будет увеличиваться. Когда сопротивление цепи станет достаточно малым, возникает новая форма газового разряда, называемая дуговым разрядом.

Дуговой разряд возникает во всех случаях, когда вследствие разогревания катода основной причиной ионизации газа становится термоэлектронная эмиссия. Например, в тлеющем разряде положительные ионы, бомбардирующие катод, не только вызывают вторичную эмиссию электронов, но и нагревают катод. Поэтому, если увеличивать силу тока в тлеющем разряде, то температура катода увеличивается, и когда она достигает такой величины, что начинается заметная термоэлектронная эмиссия, тлеющий разряд переходит в дуговой. При этом исчезает и катодное падение потенциала.

Электрическая дуга является мощным источником света и широко применяется в проекционных, прожекторных и других установках. Расходуемая ею удельная мощность меньше, чем у ламп накаливания.

Биологические электроразряды

К биологическим видам-носителям электрического заряда относятся некоторые виды рыб, таких как общеизвестное семейство электрических скатов.

В пресных водах тропической Западной Африки и реки Нил, например, существует единственный вид семейства пресноводных – электрический сом – рыба отряда сомообразных длиной 20-65 см, иногда до 1 м, который имеет электрические органы. Являясь объектом местного промысла издавна используется местными жителями в народной медицине («электротерапия»).

Еще одним видом пресноводных, пользующийся природным электроразрядом является электрический угорь, рыба отряда карпообразных, живущий в реках Амазонка и Ориноко, являющийся также бъектом местного промысла. Это единственный вид семейства, который имеет электрические органы, занимающие около 4/5 длины тела. Может давать электрический разряд до 650 В (обычно – меньше). Длина особи – от 1 до 3 м, весит до 40 кг. Часто содержатся в больших аквариумах.

Электрические разряды на службе человека

Электрический ракетный двигатель – двигатель, в котором в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия бортовой энергоустановки космического летательного аппарата. Применяется для коррекции траектории и ориентации космических аппаратов. Электрические ракетные двигатели разделяются на электротермические, электростатические и электромагнитные.

Электрическое обогащение (электросепарация), электроразрядное разделение полезных ископаемых или материалов по вещественному составу, основанное, как правило, на их различии в электропроводности.

Электрический стул, приспособление, которое использовалось в США для приведения в исполнение приговора о смертной казни с помощью электрического разряда тока высокого напряжения.

С электроразрядными процессами мы постоянно сталкиваемся и в медицине (электрофорез, химиотерапия, бактерицидное излучение при дезинфекции). Лампа Чижевского, например, в результате высоковольтного разряда образует отрицательно заряженные ионы воздуха, способные улучшать самочувствие, быстрое выздоровление, укреплять иммунную систему человека.

Тектонические и метеорные явления

В последнее время в печати появились публикации, посвященные проблеме взаимосвязи между тектоническими и метеорными явлениями. Постановка этой проблемы представляется чрезвычайно актуальной, так как сейсмические явления, связанные с пролетами в атмосфере Земли метеорных тел (МТ) уже давно представляет собой бесспорный факт и нуждаются в научном объяснении.

Геофизик же А. А. Воробьев полагает, что и сами землетрясения являются результатом мощных электроразрядных процессов («подземных гроз» по образному выражению Ж. Дари) в недрах планеты ВЭП могут быть приурочены к глубокими горизонтам земных недр, например – к границе коры и мантии; между ними и поверхностью Земли могут происходить электроразрядные импульсные пробои земной коры, в результате чего образуются трубки взрыва и некоторые кольцевые взрывные структуры.

Ряд геологов не без оснований объясняют электроразрядными процессами образование кимберлитовых трубок.

Другие же ученые допускают возможность накопления на МТ мощного электрического заряда и его дальнейшего взаимодействия с поверхностью Земли. Впервые эта идея была высказана геофизиком В. Ф. Соляником в 1951 году на пленуме Комиссии по кометам и метеоритам АН СССР.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *