В обычных условиях проводимость изоляторов очень мала. Однако в достаточно сильных электрических полях возникает так называемый пробой изолятора, или электрический разряд. В месте пробоя проводимость изолятора резко возрастает, причем она зависит сложным образом от напряженности поля, тока, начальных условий и многих других факторов.

Начнем с электрического разряда в газе. Проводимость газа в слабых полях связана с наличием в нем небольшого числа ионов и электронов, которые возникают вследствие ионизации молекул газа под действием космических лучей, радиоактивности земной коры и, в меньшей степени, ультрафиолетового излучения Солнца. Так, например, у поверхности моря космические лучи создают около двух пар ионов в кубическом сантиметре в секунду. У поверхности суши к этому прибавляется еще около пяти пар ионов за счет радиоактивности земной коры. Средняя концентрация всех ионов у поверхности Земли составляет Среднее время жизни иона до рекомбинации порядка 100 с. За такое большое время все электроны, возникшие в результате ионизации, успевают образовать отрицательные ионы, «примкнув» к молекулам кислорода. При нормальных условиях электрону требуется для этого около 105 столкновений, т. е. всего лишь с. Отсюда видно, что при обычных условиях проводимость газа в слабых полях является ионной. Реальная картина еще сложнее: проводимость определяется в основном ионными кластерами, содержащими десятки атомов газа. Проводимость воздуха у поверхности Земли в то время как проводимость лучших твердых изоляторов (янтарь, плавленый кварц) составляет а для обычного стекла -

В жидкости в отличие от газа концентрация ионов определяется не внешней ионизацией, а диссоциацией молекул благодаря их взаимодействию между собой. Такая жидкость называется электролитом. Диссоциация особенно облегчается, если жидкость представляет собой раствор, поэтому последний обладает, как правило, значительной проводимостью. Так, например, проводимость -ного раствора медного купороса что все же на семь порядков меньше, чем у меди. Это объясняется тем, что носителями заряда в электролите (так же, как и в газе) являются тяжелые ионы, а вязкость жидкости значительно больше, чем вязкость электронного газа в металле.

Вернемся теперь к газу и рассмотрим его поведение в более сильных полях. На рис. II 1.5 изображена схематически вольт-амперная характеристика газового промежутка. Область слабых полей

Рис. 111.5. Вольт-амперная характеристика газового промежутка.

Рис. 111.6. Кривые Пашена для некоторых газов.

соответствует участку а, где справедлив закон Ома. За ним следует так называемое плато (участок где ток практически не зависит от напряженности поля. В этой области электрическое поле вытягивает все рождающиеся (в промежутке) электроны. В еще более сильных полях (участок с) ток резко возрастает, и наступает пробой. Возрастание тока связано с процессами вторичной ионизации, приводящей к лавинному «размножению» электронов. Очень упрощенно этот процесс можно представить себе следующим образом. Электрон, выбитый из атома при ионизации, ускоряется внешним полем до такой энергии (~10 эВ), что он сам может ионизовать другие атомы.

Электронная лавина сама по себе приводит лишь к увеличению тока проводимости в газовом промежутке (участок с, см. рис. III.5). Для возникновения электрического, или, точнее, самоподдерживающегося разряда, необходима еще так называемая обратная связь между электродами газового промежутка. Необходимо, чтобы электронная лавина, движущаяся к аноду, вызывала бы каким-то образом новые лавины с катода. Одним из возможных механизмов такой обратной связи является фотоэффект с катода под действием фотонов, испускаемых возбужденными атомами газа или анода.

Условия зажигания разряда характеризуются так называемой кривой Пашена (рис. III.6), которая связывает между собой три основные величины: напряжение на разрядном промежутке V, длину промежутка и давление газа Прежде всего, оказывается, что зажигание разряда зависит только от произведения где - длина свободного пробега электрона. Она и характеризует скорость развития электронной лавины.

Зависимость напряжения зажигания разряда от имеет характерный минимум. Вид кривой Пашена легко объяснить качественно, рассмотрев случай постоянного давления. При развитие лавины определяется напряженностью поля, поэтому напряжение зажигания растет приблизительно пропорционально длине зазора. При очень малых однако, развитие электронной лавины также затруднено, так как электроны не успевают столкнуться с атомами газа в зазоре. Интересно отметить, что при напряжениях, меньших

минимального , зазор не пробивается ни при каких условиях.

При очень больших давлениях (точнее, больших значениях механизм развития разряда существенно изменяется. Из-за малой длины свободного пробега электронов разряд сначала локализуется в небольшой области промежутка вблизи места первичной ионизации. Распространение разряда происходит в этих условиях в основном за счет фотоионизации соседних участков газа. Такой процесс называется стримером. Примером стримерного разряда может служить молния.

Одним из интересных применений стримерного разряда является так называемая стримерная камера, в которой можно наблюдать следы заряженных частиц. В камере на очень короткое время создается сильное электрическое поле. Заряженная частица, прошедшая через камеру непосредственно перед включением поля, производит ионизацию газа вдоль своей траектории, а образующиеся при этом свободные электроны служат центрами возникновения стримеров. Свечение стримеров и позволяет наблюдать треки заряженных частиц (рис. III.7). Вследствие импульсного характера поля размеры стримеров остаются малыми, что обеспечивает высокую степень локализации траектории (порядка 0,3 мм).

При очень малых давлениях, т. е. в высоком вакууме пробой промежутка определяется почти исключительно процессами на электродах. Разряд развивается за счет автоэлектронной («холодной») эмиссии электронов с микроострий на поверхности катода, когда напряженность поля на них поднимается до величины В/см. Эмиссионный ток, плотность которого достигает на острие огромных значений, нагревает и испаряет острие, а сильное электрическое поле отрывает и увлекает на анод небольшие кусочки катода. Последние вызывают испарение материала анода, и образующиеся при этом ионы бомбардируют, в свою очередь, катод, разогревая его и вызывая термоэлектронную эмиссию.

Рис. 111.7. Фотографии треков электронов и позитронов в стрингерной камере (а) и разряда (б) в жидкости (гексан). Напряженность электрического поля 700 кВ/см, время экспозиции 5нс .

Описанный механизм развития разряда в высоком вакууме позволяет понять важный в практическом отношении эффект «тренировки» вакуумного зазора. Тренировка производится путем многократного пробоя зазора при небольшой мощности разряда и приводит к оплавлению острий на катоде.

Вполне естественно также, что электрическая прочность зазора существенно возрастает при очень малой длительности высокого напряжения или при его высокой частоте. Так, например, при с вакуумный зазор выдерживает поле около в то время как при с это значение падает до и дальше уже не зависит от .

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. можно подразделить на три главнейших вида: Р. в виде электрического тока, или Р. проводящий, Р. конвекционный и Р. разрывной. Р. в виде тока происходит тогда, когда наэлектризованное тело соединяется с землей или с другим телом, обладающим электричеством, равным по количеству и противоположным по знаку с электричеством на разряжающемся теле, при посредстве проводников или даже изоляторов, но изоляторов, у которых поверхность покрыта слоем, проводящим электричество, напр. поверхность смочена или загрязнена. В этих случаях происходит полный Р. данного тела, причем продолжительность этого Р. обусловливается сопротивлением и формой (см. Самоиндукция) проводников, чрез которые происходит Р. Чем меньше сопротивление и коэффициент самоиндукции проводников, тем быстрее происходит Р. тела. Тело разряжается отчасти, т. е. его Р. происходит неполный, когда оно соединяется проводниками с каким-либо другим телом, не наэлектризованным или наэлектризованным слабее, чем оно. В этих случаях тем большая часть электричества теряется телом, чем больше емкость того тела, которое присоединяется к нему при помощи проводников. Явления, сопровождающие Р. в виде тока, качественно одинаковы с явлениями, которые вызываются электрическим током, возбуждаемым обыкновенными гальваническими элементами. Р. конвенционный происходит в том случае, когда хорошо изолированное тело находится в среде жидкой или газообразной, содержащей в себе частицы, способные электризоваться и под влиянием электрических сил способные двигаться в этой среде. Р. разрывной - это Р. тела или в землю, или в другое тело, противоположно наэлектризованное, через среду, не проводящую электричество. Явление происходит так, как будто непроводящая среда уступает действию тех натяжений, которые возникают в ней под влиянием электризации тела, и предоставляет путь электричеству. Такой разрывной Р. всегда сопровождается световыми явлениями и может происходить в различных формах. Но все эти формы разрывного Р. можно подразделить на три категории: Р. при помощи искры, Р. при помощи кисти, Р. сопровождающийся сиянием, или тихий P. Все эти Р. имеют между собой сходство в том отношении, что, несмотря на малую продолжительность, каждый из них представляет совокупность нескольких Р., т. е. при этих Р. тело теряет свое электричество не непрерывно, а перемежающимся образом. Р. при помощи искры является в большинстве случаев колебательным (см. Колебательный Р.). Р. при помощи искры образуется тогда, когда к наэлектризованному телу, находящемуся в каком-либо газе немалой упругости или в жидкости, приближено достаточно близко другое тело, проводящее электричество и соединенное с землей или же наэлектризованное противоположно данному телу. Искра может образоваться и тогда, когда между такими двумя телами будет находиться слой какого-либо твердого изолятора. В этом случае искра пробивает этот слой, образуя в нем сквозное отверстие и трещины. Искра сопровождается всегда особым треском, происходящим от быстрого потрясения той среды, в которой она получается. Когда искра коротка, она имеет вид светлой прямолинейной черты. Толщина этой черты обусловливается количеством электричества, которое теряется наэлектризованным телом при помощи этой искры. По мере увеличения длины искры она становится тоньше и вместе с тем отклоняется от вида прямолинейной черты, принимает форму зигзагообразной линии, а затем, при дальнейшем удлинении, разветвляется и, наконец, переходит в форму кисти (табл., фиг. 1). При помощи вращающегося зеркала можно обнаружить, что появляющаяся искра состоит в действительности из целого ряда отдельных искорок, следующих одна за другой через некоторый промежуток времени. Длина образующейся искры, или так называемое разрядное расстояние, зависит от разности потенциалов тех тел, между которыми получается эта искра. Однако и при одной и той же разности потенциалов двух тел длина образующейся между ними искры изменяется несколько в зависимости от формы этих тел. Так, при данной разности потенциалов искра получается длиннее, когда она образуется между двумя дисками, чем в том случае, когда она должна проскочить между двумя шарами. Да и для различных шаров искра не одинаковой длины. Она тем длиннее, чем больше разнятся друг от друга по размерам два шара. При данной разности потенциалов получается наиболее короткая искра, т. е. получается наименьшее разрядное расстояние, в том случае, когда искра должна получиться между двумя шарами одинаковых размеров. Изменение упругости газа оказывает весьма большое влияние на величину разности потенциалов, необходимой для образования искры данной длины. С уменьшением упругости газа эта разность потенциалов также уменьшается. Природа газа, в котором является искра, оказывает немалое влияние на величину необходимой разности потенциалов. При одной и той же длине искры и при одной и той же упругости газа эта разность потенциалов - наименьшая для водорода, она больше для воздуха и еще больше для угольной кислоты. Для получения искры в жидкости требуется разность потенциалов большая, чем для получения такой же искры в газе. Вещество тел, между которыми образуется искра, оказывает весьма малое влияние на разность потенциалов, нужную для возникновения искры. При малых длинах искры в воздухе или в другом каком-либо газе образующая искру разность потенциалов весьма близко пропорциональна длине искры. При больших длинах искры связь между длиною искры и необходимой для этого разностью потенциалов не так проста. В этом случае при возрастании разности потенциалов длина искры увеличивается быстре увеличения разности потенциалов. В следующей таблице содержатся данные для выражения длины искр и соответствующих им разностей потенциалов (искры образуются между двумя дисками, у одного поверхность мало выпуклая).

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

Смотреть что такое "Разряд электрический*" в других словарях:

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 - 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

- (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

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

разряд скопившегося атмосферного электричества

Гигантский электрический разряд

Грозовой разряд

Электрический искровой разряд между облаками

Застёжка

Серия советских спутников связи

Атмосферный электрический разряд

Грозовая напарница грома

Грозовой разряд

Ж. молонья; молонье ср. каз. перм. молынье вор. молашка, молодня зап. огненное проявление грозы, при громе; мгновенное освешение тучи, неба огненною струею. Отдаленная молния, где не видать зубчатого прорыва: зарница, южн. блискавица. Молния зимой, к буре. Молненный, молнийный, к молнии относящийся. Молоньистый, молмиеватый, -видный, молонью подобный, молниезрачный, церк. Молние- или молневержец, громовержец, кто пускает молнию. Молненосная туча, -носица ж. громовая, грозовая. Моловить, вологодск. безличн. казаться, видеться, чудиться, мерещиться. Мне что-то моловит, помоловило

Застежка с ползунком

Как мы сейчас называем то, что ее изобретатель Уикомб Джадсон, запатентовал в 1884 году под названием "автоматическое соединение и разъединение, ряда зажимов, путем непрерывного движения"

Какое слово может означать и часть одежды, и природное явление

Небесная партнерша грома

Небесная суперэлектроискра

Небесный грозовой разряд

Огненная стрела

Одна из трех составляющих грозы

Оружие Зевса

Разрядная громовая напарница

Рассказ русского писателя А. Аверченко

Российский искусственный спутник

Сверкающее оружие, которым Индра, царь богов в индуистской мифологии, победит Солнце

Серия советских спутников связи

Срочная телеграмма

Третье к дождю и грому

Что сверкает в небе

Шаровая грозовая гостья

Электрическая напарница грома

Электрическая партнерша грома

Электрическая составляющая грозы

Электро-партнерша грома

Российский космический корабль

Летит огненная стрела, и никто ее не поймает

Летит огненная стрела, никто ее не поймает (загадка)

Мгновенный мощный искровой разряд во время грозы

Мгновенный разряд атмосферного электричества

Тип застежки, который изобрел Уитком Джадсон в 1891

Как мы сейчас называем то, что ее изобретатель Уикомб Джадсон, запатентовал в 1884 году под названием «автоматическое соединение и разъединение, ряда зажимов, путем непрерывного движения»?

Форма шрама на лбу у Гарри Поттера

Какое слово может означать и часть одежды, и природное явление?

Завод в Москве

Есть распространенное заблуждение, что она дважды не ударяет в одно место

Богом чего был Сумман?

. «раскаленная стрела дуб свалила у села» (загадка)

Слепцы боятся грома, а зрячие?

Небесный световой эффект

Небесное электричество

. «вспышка» на брюках

Стихотворение В. Брюсова

Грозовая вспышка

Гром и...

Птица, один из видов колибри

Появляется во время грозы

Сверкающий грозовой разряд

Что сверкает в небе?

Электрический разряд - 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. можно подразделить на три главнейших вида: Р. в виде электрического тока, или Р. проводящий, Р. конвекционный и Р. разрывной. Р. в виде тока происходит тогда, когда наэлектризованное тело соединяется с землей или с другим телом, обладающим электричеством, равным по количеству и противоположным по знаку с электричеством на разряжающемся теле, при посредстве проводников или даже изоляторов, но изоляторов, у которых поверхность покрыта слоем, проводящим электричество , напр. поверхность смочена или загрязнена. В этих случаях происходит полный Р. данного тела, причем продолжительность этого Р. обусловливается сопротивлением и формой (см. Самоиндукция) проводников, чрез которые происходит Р. Чем меньше сопротивление и коэффициент самоиндукции проводников, тем быстрее происходит Р. тела. Тело разряжается отчасти, т. е. его Р. происходит неполный, когда оно соединяется проводниками с каким-либо другим телом, не наэлектризованным или наэлектризованным слабее, чем оно. В этих случаях тем большая часть электричества теряется телом, чем больше емкость того тела, которое присоединяется к нему при помощи проводников. Явления, сопровождающие Р. в виде тока, качественно одинаковы с явлениями, которые вызываются электрическим током, возбуждаемым обыкновенными гальваническими элементами. Р. конвенционный происходит в том случае, когда хорошо изолированное тело находится в среде жидкой или газообразной, содержащей в себе частицы, способные электризоваться и под влиянием электрических сил способные двигаться в этой среде. Р. разрывной - это Р. тела или в землю, или в другое тело, противоположно наэлектризованное, через среду, не проводящую электричество. Явление происходит так, как будто непроводящая среда уступает действию тех натяжений, которые возникают в ней под влиянием электризации тела, и предоставляет путь электричеству. Такой разрывной Р. всегда сопровождается световыми явлениями и может происходить в различных формах. Но все эти формы разрывного Р. можно подразделить на три категории: Р. при помощи искры, Р. при помощи кисти, Р. сопровождающийся сиянием, или тихий P. Все эти Р. имеют между собой сходство в том отношении, что, несмотря на малую продолжительность, каждый из них представляет совокупность нескольких Р., т. е. при этих Р. тело теряет свое электричество не непрерывно, а перемежающимся образом. Р. при помощи искры является в большинстве случаев колебательным (см. Колебательный Р.). Р. при помощи искры образуется тогда, когда к наэлектризованному телу, находящемуся в каком-либо газе немалой упругости или в жидкости, приближено достаточно близко другое тело, проводящее электричество и соединенное с землей или же наэлектризованное противоположно данному телу. Искра может образоваться и тогда, когда между такими двумя телами будет находиться слой какого-либо твердого изолятора. В этом случае искра пробивает этот слой, образуя в нем сквозное отверстие и трещины. Искра сопровождается всегда особым треском, происходящим от быстрого потрясения той среды, в которой она получается. Когда искра коротка, она имеет вид светлой прямолинейной черты. Толщина этой черты обусловливается количеством электричества, которое теряется наэлектризованным телом при помощи этой искры. По мере увеличения длины искры она становится тоньше и вместе с тем отклоняется от вида прямолинейной черты, принимает форму зигзагообразной линии, а затем, при дальнейшем удлинении, разветвляется и, наконец, переходит в форму кисти (табл., фиг. 1). При помощи вращающегося зеркала можно обнаружить, что появляющаяся искра состоит в действительности из целого ряда отдельных искорок, следующих одна за другой через некоторый промежуток времени. Длина образующейся искры, или так называемое разрядное расстояние, зависит от разности потенциалов тех тел, между которыми получается эта искра. Однако и при одной и той же разности потенциалов двух тел длина образующейся между ними искры изменяется несколько в зависимости от формы этих тел. Так, при данной разности потенциалов искра получается длиннее, когда она образуется между двумя дисками, чем в том случае, когда она должна проскочить между двумя шарами. Да и для различных шаров искра не одинаковой длины. Она тем длиннее, чем больше разнятся друг от друга по размерам два шара. При данной разности потенциалов получается наиболее короткая искра, т. е. получается наименьшее разрядное расстояние, в том случае, когда искра должна получиться между двумя шарами одинаковых размеров. Изменение упругости газа оказывает весьма большое влияние на величину разности потенциалов, необходимой для образования искры данной длины. С уменьшением упругости газа эта разность потенциалов также уменьшается. Природа газа, в котором является искра, оказывает немалое влияние на величину необходимой разности потенциалов. При одной и той же длине искры и при одной и той же упругости газа эта разность потенциалов - наименьшая для водорода, она больше для воздуха и еще больше для угольной кислоты. Для получения искры в жидкости требуется разность потенциалов большая, чем для получения такой же искры в газе. Вещество тел, между которыми образуется искра, оказывает весьма малое влияние на разность потенциалов, нужную для возникновения искры. При малых длинах искры в воздухе или в другом каком-либо газе образующая искру разность потенциалов весьма близко пропорциональна длине искры. При больших длинах искры связь между длиною искры и необходимой для этого разностью потенциалов не так проста. В этом случае при возрастании разности потенциалов длина искры увеличивается быстре увеличения разности потенциалов. В следующей таблице содержатся данные для выражения длины искр и соответствующих им разностей потенциалов (искры образуются между двумя дисками, у одного поверхность мало выпуклая).

РАЗРЯД ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ.

Явление статического электричества наблюдается обычно в диэлектриках. Если в диэлектрике химическая связь ионная, то из-за несовершенства структуры вещества количество положительных и отрицательных ионов в единице объема вещества не одинаково. Это означает, что практически любое диэлектрическое тело с ионной связью изначально обладает электрическим зарядом, вокруг которого существует электростатическое поле.

В реальных условиях этот заряд обычно компенсируется зарядами из окружающей среды, которые осаждаются на поверхности диэлектрика. В результате, электростатическое поле вокруг такого тела отсутствует.

Если в диэлектрике химическая связь ковалентная, то диэлектрик может обладать ненулевым электрическим дипольным моментом и, вследствие этого, создает вокруг себя электростатическое поле. В реальных условиях из окружающей среды на поверхности такого диэлектрика осаждаются компенсирующие заряды, таким образом, что электрическое поле вокруг такого тела становится равным нулю.

Механическое взаимодействие тел может приводить к снятию компенсирующих зарядов с соответствующих поверхностей и появлению в окружающем пространстве электрического поля, которое может наводить помехи на входах электрических устройств. Это электрическое поле в некоторых случаях может привести к пробою диэлектрика (например, воздуха).

Разряды, связанные с этим пробоем, формируют в пространстве электромагнитные импульсы, которые также передают помехи.

Полное внутреннее сопротивление источника от 1 до 30 кОм.

Суммарная индуктивность пути разряда 0,3 – 1,5 мкГн.

Емкость составляет от 100 до 300 пФ.

Максимальное напряжение до 15 кВ.

Максимальный ток импульса разряда до 30 А.

Скорость нарастания тока от 2 до 35 А/нс.

Примерная форма импульса тока при разряде электричества:

Примерная форма импульса тока Спектральная характеристика:

при разряде электричества:

Классификация источников помех

Различают функциональные источники и нефункциональные.

Функциональные источники – это радио- и телепередатчики, которые распространяют электромагнитные волны в окружающую среду в целях передачи информации. К этой группе относятся все устройства, которые излучают электромагнитные волны не для целей коммуникации, но для выполнения своей технической функции, например, генератор высокой частоты для промышленного или медицинского применения, микроволновые устройства радиоуправления.

К нефункциональным источникам относятся автомобильные устройства зажигания, люминесцентные лампы, сварочное оборудование, релейные и защитные катушки, выпрямители тока, контактные и бесконтактные переключатели, проводные линии и компоненты электрических узлов, переговорные устройства, атмосферные разряды, коронные разряды в линиях, коммутационные процессы, разряды статического электричества, быстро меняющиеся токи и напряжения в лабораториях техники высоких напряжений.

Различают также широкополосные и узкополосные источники помех.

Широкополосные – это помехи, обладающие широким частотным спектром, а узкополосные – узким.