Цьмее разрад - добра свеціць

Электрычны ток працякае не толькі ў металах, але ў вадкасцях і газах. Праўда, механізм праходжання электрычнага току ў гэтых выпадках іншы. У газах усё пачынаецца з электрычнага разраду. Ён па сваёй прыродзе можа быць некалькіх відаў, адзін з іх - так званы які цьмее разрад.

Каб зразумець, што гэта такое, можна азнаёміцца з апісаннем эксперыменту, які праводзіцца навукоўцамі для дэманстрацыі падобнай з'явы. Для яго правядзення выкарыстоўваюць шкляную трубку пэўнай даўжыні, у якой на канцах маюцца два электрода. Да іх падключаюць крыніца пастаяннага току. Тут магчымыя два варыянты далейшага правядзення эксперыменту - альбо пачынаюць паступова павышаць напружанне да велічыні некалькі тысяч вольт, альбо пачынаюць адпампоўваць паветра з трубкі да паніжэння ціску ўнутры да некалькіх мм. рт. слупа.

Пры паніжэнні ціску да некаторай велічыні ў трубцы ўспыхвае свеціцца шнур ад электрода да электрода. Гэта паўстаў цьмее разрад. Яго з'яўленню спрыяе паніжаны ціск, а падтрымліваецца ён другаснай эмісіяй электронаў з катода. Справа ў тым, што пры звычайных умовах газ электрычны ток не праводзіць, але пры спецыяльных умовах, напрыклад, такіх, як апісана, паміж электродамі працякае электрычны ток. У гэтым выпадку станоўчыя іёны бамбуюць катод і выбіваюць адтуль электроны.

Праходжанне току абумоўлена адукацыяй такіх вольных носьбітаў зарада, а вось механізм іх з'яўлення розны. Цяпер вядомыя наступныя віды разрадаў у газах - іскравыя, каронны, дуговой і тлеючы. Прычыны, дзякуючы якім пачынае працякаць ток, таксама розныя. Калі мы з шкляной трубкі адпампоўваюць паветра, то, у рэшце рэшт, атрымаем цьмее разрад, а калі будзем павышаць напружанне на высновах электродаў - іскравыя.

Каб не вяртацца больш да класіфікацыі, адзначым, што бываюць самастойныя і несамастойныя разрады. Віды самастойных разрадаў ўжо пералічаныя, а несамастойныя ўзнікаюць пры якіх-небудзь дадатковых знешніх уздзеяннях.

Усе віды разрадаў цікавыя і валодаюць вельмі цікаўнымі ўласцівасцямі, але пакуль спынімся на адным з іх. Паглядзім, што сабой уяўляе цьмее разрад. Калі вывучыць яго вонкавая праява, то можна ўсталяваць дзве вобласці - несветящуюся і сьветлую. Несветящаяся называецца цёмным катодным прасторай, а святлівая - станоўчым слупом, і яна займае практычна ўвесь аб'ём трубкі.

Колер святлення залежыць ад газу, у асяроддзі якога адбываецца разрад. Такія свецяцца трубкі выкарыстоўваюцца ў якасці лямпаў, так званыя люмінесцэнтныя лямпы. Ды і агні рэкламы таксама выконваюцца з выкарыстаннем падобных трубак. І працэс ўпрыгажэнні і светлавога афармлення практычна немагчымы без падобных вырабаў.

Аднак гэта далёка не ўсе магчымыя вобласці прымянення які цьмее разраду. Ёсць такія галіны, як лазерная тэхніка і плазмохимия. Акрамя таго, дзякуючы ўжыванню цьмее разраду праводзіцца ўмацаванне паверхні інструмента для павышэння яго зносаўстойлівасці, цвёрдасці, супраціву кавітацыі.

З іншых магчымых варыянтаў прымянення апісванага эфекту можна адзначыць яго выкарыстанне ў спецыяльных прыборах, заснаваных на эфекце які цьмее разраду. Іх можна ўжываць для рэгулявання току і напружання, у прыладах абароны і ўзмацнення прыбораў, генератарах ваганняў. Аднак электрычны разрад можа быць і непажаданым з'явай. Так, каронны электрычны разрад з ЛЭП выклікае страты электраэнергіі, але гэта не адносіцца да цьмее разраду, які цяпер нас цікавіць.

Разгляд электрычнага току ў газах дазволіла ўсталяваць механізм яго ўзнікнення, у тым ліку і зразумець, што сабой уяўляе цьмее разрад. Апісаны варыянты яго выкарыстання ў прамысловасці і тэхніцы.