72. РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА И ИХ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ
В зависимости от свойств и состояния газа, характера и расположения электродов, а также от приложенного к электродам напряжения возникают различные виды самостоятельного разряда в газах.
Тлеющий разряд. При низких давлениях (десятые и сотые доли миллиметра ртутного столба) в трубке наблюдается тлеющий разряд. Для возбуждения тлеющего разряда достаточно напряжения между электродами в несколько сотен (а иногда и значительно меньше) вольт. При тлеющем разряде почти вся трубка, за исключением небольшого участка возле катода, заполнена однородным свечением, называемым положительным столбом (см. цветную вклейку 4).
Электрическая дуга. При соприкосновении двух угольных стержней в месте их контакта электрический ток выделяет большое количество теплоты из-за большого сопротивления контакта. Температура повышается настолько, что начинается термоэлектронная эмиссия. Вследствие этого при раздвижении угольных электродов между ними начинается разряд. Между углями возникает столб яркого светящегося газа — электрическая дуга.
Проводимость газа в этом случае значительна и при атмосферном давлении, так как число электронов, испускаемых отрицательным электродом, очень велико. Сила тока в небольшой дуге достигает нескольких ампер, а в больших дугах — нескольких сотен ампер при разности потенциалов порядка 50 В.
Электрическая дуга была впервые получена в 1802 г. русским академиком В. В. Петровым.
Дуговой разряд — мощный источник света, его используют в
Рис. 175
прожекторах (рис. 175), проек ционных аппаратах и киноаппаратах.
Рис. 176 (см. скан)
В металлургии широко применяют электропечи, в которых источником теплоты служит дуговой разряд (см. цветную вклейку 3). Дуговой разряд используют также для сварки металлов (рис. 176).
Другие типы самостоятельного разряда. При атмосферном давлении вблизи заостренных участков проводника, несущего большой электрический заряд, наблюдается разряд, светящаяся область которого напоминает корону (см. цветную вклейку 4). Этот разряд, называемый коронным, вызывается высокой (около напряженностью электрического поля вблизи заряженного острия. С коронным разрядом приходится считаться, имея дело с высоким напряжением. При наличии выступающих частей или очень тонких проводов может начаться коронный разряд. Это приводит к утечке электроэнергии. Чем выше напряжение высоковольтной линии, тем толще должны быть провода.
При большом напряжении между электродами в воздухе возникает искровой разряд, имеющий вид пучка ярких зигзагообразных полосок, разветвляющихся от тонкого канала (рис. 177). Этот вид разряда возникает тогда, когда мощность источника недостаточна для поддержания дуювого или тлеющего разряда. Пример гигантского искровогс разряда — молния (см. цветную вклейку 4).