Elektrivool gaasides

fuusika11

Gaasid on üldjuhul dielektrikus st neis ei leidu vabu laen­gukandjaid. Selleks, et gaasis saaks tekkida elektrivool, tuleb sinna vabad laengukandjad te­ki­ta­da – gaas tuleb ioniseerida.

Olukorda, kus gaas ioniseerub välismõju toimel, nimetatakse sõltuvaks gaaslahenduseks, kui io­ni­see­rumine toimub välise mõjutuseta, on tegu sõltu­matu gaaslahendusega. Osaliselt või täielikult ioni­see­ritud gaasi nimetatakse plasmaks.

Sõltuvateks gaaslahendusteks on

  • termoionisatsioon (kus gaasi tekivad vabad laengukandjad – elektronid ja ioonid – gaasi välisel kuumutamisel) ja
  • fotoionisatsioon (kus gaasi tekivad vabad laengukandjad – elektronid ja ioonid – valguse toimel.

Kui välise mõjutaja toime lõppeb, lakkab ka elektrivool.

Sõltumatu gaaslahendus tekib reeglina tänu põrkeionisatsioonile – gaasimolekulid lagunevad ioonideks ja elektronideks omavaheliste põrgete tagajärjel. Näiteks õhus tekib sõltumatu gaaslahendus kui elektrivälja tugevus on 3 MV/m.

Sõltumatuteks gaaslahendusteks on

  • Sädelahendus tekib kui väline elektriväli pole võimeline tekitama gaasi vabu laengukandjaid pikema aja jooksul. Keskkonda tekib lühiajaline plasmakanal (säde, välk) ning selles tekkiv elektrivool neutraliseerib elektrivälja tekitanud erinimeliselt laetud kehad.

youtube_video

youtube_video

youtube_video

 

  • Huumlahendus on sõltumatu gaaslahendus, mis tekib alandatud rõhuga gaaskeskkonnas. Gaasi rõhu langemisel teatavast piirist allapoole, tekib keskkonnas plasmakanal, mis võib täita tervet keskkonda – luminofoor- ehk päevavalguslambid (säästulambid).
  • Kaarlahendus tekib olukorras, kus sõltumatu gaaslahenduse käigus eralduva energia tagajärjel elektrivälja tekitavad kehad (elektroodid) kuumenevad ning hakkavad emiteerima elektrone. Kaarlahendust kasutatakse näiteks elektrikeevitusaparaatides
  • Koroonalahendus tekib tugevalt mittehomogeenses elektriväljas näiteks teraviku ja tasapinna vahel. Koroonalahendus erineb kaarlahendusest selle poolest, et siin tekib ionisatsioon ainult teraviku läheduses. Koroonalahenduseega on seletatav näiteks Püha Elmo tulede tekkimine laevamastides ja kirikutornides.