Юный техник 1958-02, страница 66

каналы, похожие на природный искровой разряд — молнию.

Для возникновения искрового разряда нужны высокие напряжения: чтобы «пробить» слой воздуха в 1 см при электродах в форме шара и атмосферном давлении, необходимо напряженке порядка 30 тыс. вольт.

Заменим один из электродов острием. В этом случае при повышении напряжения электрический пробой газа наступит не сразу. Вначале около острого электрода возникает ровное свечение. Это коронный разряд (см. «ЮТ» № 5 за 1957 год). При дальнейшем повышении приложенного напряжения коронный разряд переходит в искровой.

Последний при наличии источника тока достаточной мощности переходит в самую бурную форму разряда — дуговой разряд. Отдельные искры сливаются в сплошной огненный жгут, сила тока через разрядный промежуток резко увеличивается, электроды раскаляются докрасна, и, если вовремя не снизить напряжение, разрядная трубка погибнет.

Теперь давайте включим мотор вакуум-насоса и станем откачивать из трубки воздух. Через некоторое время газ в трубке начнет светиться. Разрядный промежуток разобьется на светлые и темные участки. Это возник тлеющий разряд. При этом виде разряда через разрядный промежуток проходит ток небольшой величины, электроды трубки нагреваются мало.

Но стоит увеличить приложенное к трубке напряжение, и тлеющий разряд бурно переходит в дуговой.

Какие физические процессы происходят в наполненной газом трубке, если к ее электродам приложено высокое напряжение?

Представьте себе огромную городскую площадь, до краев заполненную народом. Чтобы пересечь ее, еэм придется протискиваться, толкаться, самому испытывать толчки. В общем это будет нелегкая задача. Похожее, пожалуй, происходит и в трубке.

Основную массу газа в ней составляют электронейтральные молекулы, то есть такие, на которые не действует электрическое поле. Но есть там и небольшое количество электронов, имеющих, как известно, отрицательный заряд. Как только мы

приложили напряжение к электродам разрядной трубки, мощные электрические силы толкнут электроны в сторону положительно заряженного электрода. Но электронам трудно «пробраться» туда, им мешают молекулы газа, заполняющие трубку.

Теперь начнем откачивать из трубки газ. Электроны будут двигаться свободнее, они реже сталкиваются с молекулами газа, а значит, больше разгоняются. Наконец наступает такой момент, когда, ударяясь о молекулы газа, они выбивают из них новые электроны. Молекула газа, оставшись без нескольких электронов, становится положительно заряженным ионом и под действием электрического поля начинает «бомбардировать» отрицательный электрод (катод), выбивая из него электроны. Число их в разрядном промежутке резко возрастает. Возникает так называемая электронная лавина. Возникновение заряженных частиц в результате соударений вызывает рождение световых лучей.

И вот в зависимости от условий, в которых находятся частицы газа в трубке, можно получать различные виды электрических разрядов. При искровом разряде электронные лавины возникают периодически одна за другой; при дуговом разряде энергия частиц настолько велика, что получается постоянное во времени искровое перекрытие разрядного промежутка.

Если к электродам приложено переменное напряжение высокой частоты, то возникает высокочастотный разряд. Он качественно отличен от разряда при постоянном напряжении. Между электродами разрядной трубки возникает электрическое поле, которое постоянно меняет сЕое направление. Электроны, находящиеся в газе, движутся уже не по прямой, а по изогнутой и ломаной линии. В результате они, при прочих равных условиях, имеют большую вероятность встретиться с нейтральными частицами газа и ионизировать их.

Таким образом, при высокочастотном напряжении разряд в трубке начинается раньше, при меньшем потенциале.

На высокой частоте, как и при постоянном напряжении,

52