Самостоятельные и несамостоятельные разряды

Процесс прониканич тока через газ, называется газовым разрядом.

Ток в газе возникающий при наличии внешнего ионизатора, называется несамостоятельным.

Пусть в трубку за некоторое время впущено, пар электронов и ионов, при увеличении напряжения м-у электродами трубки сила тока будет, увеличиваться, положительные ионы начинают двигаться к катоду, а электроны – к аноду.

Наступает такой момент, когда все частицы достигают электродов и при дальнейшем увеличении напряжения сила тока изменяться не будет, если ионизатор прекратит действие, то прекратиться и разряд, т.к. других источников ионов нет, по этой причине разряд ионов называется несамостоятельным.

 

Ток достигает своего насыщения.

 

Придальнейшем повышение напряжения, сила тока резко возрастает, если убрать внешний ионизатор, разряд будет продолжаться: ионы, необходимые для поддержания электропроводности газа, теперь создаются самим разрядом. газовый разряд который продолжается после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным.

Напряжение, при котором возникает самостоятельный разряд, называют напряжением пробоя.

Самостоятельный газовый разряд поддерживается за счет электронов, ускоряемых электрическим полем, они обладают кинетической энергией, которая возрастает за счет эл. поля.

 

 

Типы самостоятельного разряда:

1) тлеющий

2) дуговой(электрическая дуга) – для сварки металла.

3) коронный

4) искровой (молния)

 

Плазма. Виды плазмы.

Под плазмой понимают сильно ионизированный газ, в котором концентрация электронов ровна концентрации + ионов.

Чем выше тем-ра газа, тем больше ионов и электронов в плазме и тем меньше нейтральных атомов.

Виды плазмы:

1) Частично ионизированная плазма

2) полностью ионизированная плазма(все атомы распались на ионы и электроны).

3) Высокотемпературная плазма (Т>100000 К)

4) низкотемпературная плазма (T<100000 К)

Св-ва плазмы:

1) Плазма электрически-нейтральна

2) Частицы плазмы легко перемещаются под действием поля

3) Обладают хорошей электропроводимостью

4) Обладают хорошей теплопроводимостью

Практическое применение:

1) Превращение тепловой энергии газа в электрическую с помощью магнитогидродинамического преобразователя энергии (МГД). Принцип действия:

 

 

Струя высокотемпературной плазмы попадает в сильное магнитное поле (поле направленно перпендикулярно плоскости чертежа X) оно разделяется на + и – частицы, которые устремляются к различным пластинам, создовая какую-то разность потенциалов.

2) Применяют в плазматронах (плазмы генераторы), с их помощью режут и сваривают металлы.

3) Все звезды, в том числе Солнце, звездной атмосфер, галактической туманности представляют собой плазму.

Наша Земля окружена плазменной оболочкой – ионосферой, за пределами которой существуют радиационные полюса, окружающие нашу Землю, в которых также есть плазма.

Процессами в околоземной плазмы обусловлены магнитные бури, полярные сияния, также в космосе сущ-т плазменные ветры.

16.Электрический ток в полупроводниках.

Полупроводники- ве-ва, у которых с ростом t сопротивление уменьшается.

 

Полупроводники занимают 4 подгруппу.

Пример: Кремний- 4х валентный элемент-это означает, что во внешней оболочке атома, имеется 4 электрона, слабо связанных с ядром, каждый атом образует 4 связи с соседними, при нагревании Si, увели-ся скорость валентных е, а значит и их кинематическая энергия (Е_к), скорость е становиться настолько большой, что связи не выдерживают т рвутся, е покидают свои пути и становиться свободными, в эл. поле они перемещаются м-у узлами решетки, образуя эл. ток. По мере повышения t число разорванных связей увели-ся, а значит и увели-ся число связанных е, а это ведет к уменьшению сопротивления: I=U/R.

При разрыве связи образуется вакантное место с недостающим е, его кристалле не является неизменным. Непрерывно происходит след-ий процесс: один из е обеспечивающих связь атомов, перескакивает на место образовавшийся дырки и восстанавливается здесь пароэлектрическую связь, а там, откуда перескочил е образуется новая дырка. Таким образом, дырка может перемещаться по всему кристаллу.

Вывод: в полупроводниках имеются носители заряда 2х типов: е и дырки (электронно- дырочный проводимость)