Электропроводность газообразных диэлектриков

Газы при небольших значениях напряженности электрического поля обладают исключительно малой проводимостью. Ток в газах может возникнуть только при наличии в них ионов или свободных электронов. Ионизация нейтральных молекул газа возникает либо под действием внешних факторов, либо вследствие соударений заряженных частиц с молекулами. В зависимости от причин, вызывающих ионизацию молекул газа, различают электропроводность несамостоятельную и самостоятельную.

Для начала выясним, что такоеИонизация, –это процесс, когда под действием ионизирующего излучения (рентгеновских, космических или солнечных лучей, радиоактивного облучения и т.п.) или сильного электрического поля молекула газа теряет электрон и превращается в положительный ион. Высвобождаемый электрон может «прилипнуть» к нейтральной молекуле, образуя отрицательный ион. При этом суммарный положительный заряд равен суммарному отрицательному заряду.

Несамостоятельная электропроводностьосуществляется за счет ионов и электронов, образующихся в результате ионизации, вызванной внешним энергетическим воздействием, таким, как космические и солнечные лучи.

Самостоятельная электропроводностьобусловлена ионами и электронами, образующимися в сильных электрических полях (Е ) в результате электронной ударной ионизации (соударения заряженных частиц). Ударная ионизация возникает в газе, если если кинетическая энергия заряженных частиц, приобретаемая под действием электрического поля, достигает достаточно больших значений.

Поля, вызывающие ионизацию газов, считают сильными, а не вызывающие ионизацию – слабыми. Напряженность, разделяющую слабые и сильные поля, называют критической напряженностью Е_кр.

Одновременно с процессом ионизации протекает обратный процесс – рекомбинация, когда разноименные заряды образуют нейтральную молекулу. Рекомбинация препятствует безграничному росту концентрации ионов и электронов. Между процессами ионизации и рекомбинации устанавливается равновесие, которое может быть смещено в ту или иную сторону путем изменения интенсивности внешнего энергетического воздействия или напряженности приложенного электрического поля.