§ 36. Электрычны ток у газах. Плазма
Віды самастойнага газавага разраду і іх прымяненне. У залежнасці ад напружанасці электрычнага поля, ціску газу, формы і рэчыва электродаў адрозніваюць наступныя віды самастойнага газавага разраду: тлеючы, дугавы, каронны і іскравы.
Тлеючы разрад характарызуецца невялікай сілай току (дзясяткі міліампер), адносна высокім напружаннем (дзясяткі і сотні вольт), нізкім ціскам газу (дзясятыя долі міліметра ртутнага слупка). Тлеючы разрад шырока выкарыстоўваюць у розных газасветлавых трубках (мал. 206), якія прымяняюцца для светлавой рэкламы і дэкарацый, лямпах дзённага святла (мал. 207), неонавых лямпах.
Дугавы разрад уяўляе з сябе слуп газу, які ярка свеціцца (мал. 208). Ён характарызуецца вялікай сілай току (дзясяткі і сотні ампер) і параўнальна невялікім напружаннем (некалькі дзясяткаў вольт). Дугавы разрад з’яўляецца магутнай крыніцай святла. Яго выкарыстоўваюць у асвятляльных прыборах, для зваркі і рэзкі металаў (мал. 209), электролізу расплаваў, для плаўкі сталі ў прамысловых электрапечах і інш.
Цікава ведаць
У 1802 г. прафесар фізікі Пецярбургскай медыка-хімічнай акадэміі В. У. Пятроў атрымаў электрычную дугу. Ён выявіў, што калі далучыць да полюсаў вялікай электрычнай батарэі два кавалачкі драўнянага вугалю, прывесці іх у судакрананне, а затым трохі рассунуць на невялікую адлегласць, то паміж канцамі вуглёў утворыцца яркае полымя, а самі канцы вуглёў распаляцца дабяла, выпускаючы асляпляльнае святло (электрычная дуга). Упершыню электрычная дуга была выкарыстана ў 1876 г. рускім інжынерам П. М. Яблачкавым для вулічнага асвятлення.
Каронны разрад узнікае паблізу завостранай часткі правадніка пры атмасферным ціску пад дзеяннем вельмі неаднароднага электрычнага поля. Ён суправаджаецца слабым свячэннем, якое нагадвае карону, і характэрным патрэскваннем (мал. 210).
Каронны разрад выкарыстоўваюць у электрафільтрах для ачысткі прамысловых газаў ад цвёрдых і вадкіх прымесей. Аднак узнікненне кароннага разраду вакол высакавольтных ліній электраперадачы непажаданае, бо прыводзіць да страт электрычнай энергіі.
Цікава ведаць
Часта перад навальніцай, падчас шторму ці снежнай буры ў атмасферы рэзка ўзрастае напружанасць электрычнага поля. Гэта прыводзіць да ўзнікнення слабога свячэння вакол завостраных прадметаў, напрыклад паблізу карабельных мачтаў, шпіляў на будынках і інш. (мал. 211). Бывалыя маракі часта назіралі гэтую з’яву (каронны разрад) і далі ёй назву «агні святога Эльма». Адзін з удзельнікаў кругасветнага плавання Магелана пісаў: «Падчас тых штормаў нам шмат разоў з’яўляўся сам святы Эльм у выглядзе святла... надзвычай цёмнымі начамі на грот-мачце, дзе заставаўся на працягу дзвюх і больш гадзін, пазбаўляючы нас ад суму».
Іскравы разрад назіраюць пры высокім напружанні (мал. 212). Ён суправаджаецца яркім свячэннем газу, гукавым эфектам, які ствараецца рэзкім павышэннем ціску паветра. Прыкладам іскравога разраду ў прыродзе з’яўляецца маланка (мал. 213).
Цікава ведаць
Перад з’яўленнем маланкі напружанне паміж воблакам і паверхняй Зямлі дасягае U ~ 108–109 В. Сіла току ў маланцы складае I ~ 105 А, працягласць разраду маланкі — t ~ 10–6 с, дыяметр светлавога канала — d ~ 10–20 см. Звілісты выгляд маланкі тлумачыцца тым, што электрычны разрад праходзіць праз участкі паветра, якія маюць найменшае супраціўленне. А такія ўчасткі размешчаны ў паветры выпадковым чынам.