Досаева Б. Т., Койшыбаев Н., Жаугашева С. А
Газдардағы және вакуумдегі электр тоғы
жүктеу/скачать 4.06 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Газдағы тоқ күшінің кернеуге тәуелділігі.
3.2.4. Газдардағы және вакуумдегі электр тоғыГаздың ионизациясы. Газдың иондық және электрондық өткізгіштігі. Байырғы жағдайларда барлық газдар жақсы изоляторлар болып табылады, бірақ та шектелген көлемде газдарды, оның ішінде ауаны өткізгіштерге айналдыруға болады. Бұл үшін оларда жасанды түрде зарядты тасымалдаушыларды тудыру қажет болады, яғни газ молекулаларын иондау қажет. Мұны мынадай тәжірибенің көмегімен көрсетуге болады. Үлкен жазық конденсаторды алып (3.25-сурет), оның пластиналарын ажыратып, кернеуі бірнеше мың вольт болатын тоқ көзіне қосамыз. Сезгіш гальванометр, пластиналардың арасында электр өрісі болса да, тізбекте тоқтың жоқ екендігін көрсетеді. Бұл дегеніміз, пластиналардың арасындағы ауада еркін зарядтар жоқ, немесе, олардың саны соншалықты аз болып, гальванометр оны сезбейді деген сөз. Одан әрі көретініміздей, екінші тоқтам дұрыс болып шығады. Пластиналардың арасына жанып тұрған шырақты қоялық немесе оған рентген сәулелерін бағыттайық. Осы кезде гальванометрдің стрелкасы ауытқиды, яғни тізбек бойымен тоқ өтеді. Демек, ауада молекулалар ионданды (зарядты тасымалдаушылар пайда болды). Егер ионизаторды алып кетсе, онда тоқ тез арада жоғалып кетеді, өйткені пластиналардың арасындағы ауа қайтадан изоляторға айналады. Осындай тәжірибелердің негізінде, газдың ионизаторы болып: жоғары температура, рентген, ультракүлгін сәулелер, -сәулелер және т.б. болып табылатындығы тағайындалды. Газда ионизациямен қатар кері процесс – иондардың рекомбинациясы да жүріп жатады, яғни газ иондарынан нейтрал молекулалар түзіліп жатады. Ионизация кезінде газ молекуласынан валенттік электрондардың біреуі жұлынып алынады. Осы электрондардың бір бөлігі еркін күйде қалады. Сөйтіп, иондалған газдағы зарядтарды тасымалдаушылар еркін электрондар мен иондар (оң да, теріс те) болып табылады екен. Сондықтан иондалған газдың өткізгіштігі жартылай иондық, жартылай электрондық болады екен. Газдағы тоқ күшінің кернеуге тәуелділігі. Конденсатордың пластиналарындағы U кернеуді жоғарылата отырып және гальванометрмен тоқ күшін өлшей отырып (3.26-сурет), тоқ күшінің кернеуге тәуелділігін (газ аралығының вольт-амперлік сипаттамасын алуға болады). Ионизатор өне бойы жұмыс атқарып тұрады. Осы графиктен көріп отырғанымыздай, кернеудің азғантай мәндері кезінде газдағы тоқ Ом заңына бағынады екен. Осыны талдайық. Пластиналардың арасындағы кернеу азғантай кезде тоқтың тасымалдаушылары өрістің әсерінен баяу қозғалып, көп жағдайларда пластиналарға жетпей-ақ рекомбинацияланып үлгереді. Кернеу артқан кезде өрістің әсерінен иондардың қозғалыс жылдамдығы артады да, олардың рекомбинациялану ықтималдығы азаяды. Сондықтан бірлік уақытта иондардың көпшілігі пластиналарға жетіп, онда нейтралданып үлгереді, яғни тоқ артады (графиктің АВ учаскесі, 3.26-сурет). Сонымен, осы учаскеде тоқтың артуы газдағы зарядты тасымалдаушылардың рекомбинацияларының азаюының есебінен жүреді. Егер пластиналардағы кернеу одан әрі де арта беретін болса, онда тоқты тасымалдаушылардың рекомбинациясының жоққа айналып, тоқтың, енді кернеуге тәуелсіз болатын ең үлкен Ік мәніне жететін кезеңі туады (3.26-сурет, ВС учаскесі). Шындығында да, рекомбинация жоқ кезде пластиналарға дейін ионизатор тудыратын барлық дерлік иондар жетіп үлгереді. Сондықтан кернеудің артуы тоқты арттыра алмайды. Бұл жағдайда тоқты арттыру үшін ионизатордың интенсивтігін көтеру керек болады. Газдағы мәні кернеуге тәуелсіз болатын мұндай тоқ қанығу тоғы деп аталады. Демек, ВС учаскеде Ом заңы орындалмайды. Тағы да айта кететін нәрсе, астарларда разрядталатын иондар қайтадан өздері шыққан газдың нейтрал молекулаларына айналады. Бұл дегеніміз газдағы тоқтың химиялық әсері болмайды және де оған Фарадей заңын қолдануға болмайды деген сөз. Пластиналар арасындағы өрістің кернеулігі сантиметрге ондаған мың вольт болатындай жеткілікті жоғары кернеулерге жеткен кезде өріс күштерінің әсерінен қозғалысқа келген еркін электрондар соншалықты үлкен кинетикалық энергияға ие болып, газ молекулаларымен соқтығысқан кезде, олардың электрондарын жұлып алады, яғни оларды иондайды. Мұндай құбылысты соққы ионизация деп атайды. Соққы ионизацияның арқасында электродтардың арасындағы тоқ тасымалдаушылардың саны артады да, тоқ тез өседі (3.26-суреттегі С учаскесі). жүктеу/скачать 4.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|