Dujinis išlydis gamtoje ir technikoje

Šioje temoje nagrinėjamos dujinio išlydžio rūšys (kibirkštinis, vainikinis, rusenantysis, lankinis), jų susidarymo sąlygos ir pavyzdžiai gamtoje bei technikoje. Aptariama, kaip šie reiškiniai pasireiškia, kokią įtaką turi įvairūs veiksniai (slėgis, įtampa, elektrodų savybės) ir kur jie yra pritaikomi. Taip pat trumpai aprašomi galimi pavojai ir nauda.

Dujinio išlydžio samprata
Dujinis išlydis – tai elektros srovės tekėjimas per dujas, kurį sukelia dujų jonizacija. Jis gali būti savaiminis (gamtoje) ir nesavaiminis (technikoje). Išlydžio tipas priklauso nuo įvairių veiksnių, įskaitant dujų slėgį, temperatūrą, elektrodų savybes ir įtampą tarp jų.
Elektros lankas
Savaiminis dujų išlydis, pasižymintis maža įtampa tarp elektrodų (dažniausiai \(40-50 \text{ V}\)) ir labai didele srovės stipriu (nuo dešimčių iki tūkstančių amperų). Uždegamas trumpam suglaudus ir atitraukus elektrodus. Dėl didelės srovės tankio elektrodai, ypač katodas, įkaista iki aukštos temperatūros (\(\approx 4000 \text{ °C}\)). Intensyvi termoelektroninė emisija iš įkaitusio katodo užtikrina didelį išlydžio kanalo laidumą ir palaiko lanką.
Elektros lankas
Elektros lankas susidaro esant santykinai žemai įtampai, bet didelei srovės stipriui. Jis sukuriamas tarp dviejų elektrodų, kurie trumpam suglaudžiami ir atitraukiami. Kontakto vietoje susidaro labai aukšta temperatūra, sukelianti termoelektroninę emisiją.
Elektros lankas
Elektros lankas yra dujinio išlydžio forma, pasižyminti didele srovės stipriu (dešimtys ar šimtai amperų) ir žema įtampa (40-50 V). Jis susidaro tarp elektrodų, kai dėl pradinio kontakto ar kitokio įkaitinimo katodas pradeda intensyviai spinduliuoti elektronus (termoelektroninė emisija). Elektronai jonizuoja tarpą tarp elektrodų, sukurdami labai laidų ir karštą plazmos kanalą.
Kibirkštinis išlydis
Kibirkštinis išlydis yra savaiminio dujinio išlydžio forma, vykstanti normaliame atmosferos slėgyje (\(\approx 10^5\) Pa) ir esant labai stipriam elektriniam laukui (\(\approx 3 \times 10^6\) V/m). Jam būdingi trumpi, ryškūs, dažnai zigzago formos šviesos blyksniai tarp elektrodų. Žaibas yra natūralus šio išlydžio pavyzdys.
Kibirkštinis išlydis
Savaiminis dujų išlydis, būdingas normaliam atmosferos slėgiui (\(\approx 10^5 \text{ Pa}\)) ir labai stipriam elektriniam laukui (\(\approx 3 \times 10^6 \text{ V/m}\)). Pagrindinis mechanizmas yra smūginė jonizacija: laisvieji elektronai, įgreitinti stipriame lauke, susidurdami jonizuoja neutralias dujų molekules, sukeldami elektronų griūtį. Išoriškai pasireiškia kaip trumpi, ryškūs, dažnai zigzago formos šviesos blyksniai (kibirkštys).
Kibirkštinis išlydis
Kibirkštinis išlydis pasireiškia trumpais, ryškiais šviesos blyksniais, dažniausiai zigzago forma. Jis susidaro esant normaliam atmosferos slėgiui ir stipriam elektriniam laukui. Ryškiausias pavyzdys – žaibas.
Rusenantysis išlydis
Rusenantysis išlydis vyksta esant žemam dujų slėgiui (gerokai mažesniam nei atmosferos) ir palyginti nedidelei įtampai (keli šimtai voltų). Šį išlydį palaiko antrinė elektronų emisija iš katodo, sukelta teigiamųjų jonų smūgių. Būdingas staigus potencialo kritimas prie katodo (katodinis potencialo kritimas) ir šviesių bei tamsių sričių struktūra. Dujų švytėjimo spalva priklauso nuo dujų rūšies.
Rusenantysis išlydis
Savaiminis dujų išlydis, vykstantis esant žemam slėgiui (nuo dešimtųjų iki dešimčių Paskalio dalių) ir palyginti nedidelei įtampai (keli šimtai voltų). Charakteringas netolygus švytėjimas tarp katodo ir anodo, susidedantis iš tamsių ir šviesių sričių. Esminis bruožas – didelis potencialo kritimas prie katodo (katodinis potencialo kritimas). Išlydį palaiko antrinė elektronų emisija iš katodo, kurį bombarduoja teigiami jonai.
Rusenantysis išlydis
Rusenantysis išlydis vyksta esant žemam dujų slėgiui. Jam sukelti pakanka santykinai nedidelės įtampos. Šis išlydis naudojamas reklaminiuose vamzdeliuose ir dienos šviesos lempose.
Vainikinis išlydis
Vainikinis išlydis susidaro aplink didelio kreivumo paviršius, pvz., laidininkų smaigalius, esant stipriam elektriniam laukui ir normaliam atmosferos slėgiui. Jis pasireiškia kaip švytinti aureolė (vainikas) aplink laidininką.
Vainikinis išlydis
Vainikinis išlydis yra savaiminio dujinio išlydžio tipas, susidarantis normaliame atmosferos slėgyje stipriame, bet nevienalyčiame elektriniame lauke, ypač aplink laidininkus su dideliu paviršiaus kreivumu (smaigalius, plonus laidus). Stiprus laukas prie laidininko sukelia smūginę jonizaciją, tačiau laukui greitai silpnėjant toliau nuo laidininko, jonizacija ir švytėjimas apsiriboja siaura sritimi aplink jį, sudarydami švytinčią aureolę (vainiką).
Vainikinis išlydis
Savaiminis dujų išlydis, susidarantis normaliame atmosferos slėgyje aplink laidininkus su dideliu paviršiaus kreivumu (smaigalius, plonus laidus), kai elektrinio lauko stipris prie pat paviršiaus pasiekia kritinę reikšmę (\(\approx 3 \times 10^6 \text{ V/m}\)). Stiprus laukas sukelia smūginę jonizaciją tik ploname sluoksnyje aplink laidininką, nes toliau nuo jo laukas sparčiai silpnėja. Pasirodo kaip tylus, švytintis sluoksnis (vainikas) aplink laidininką.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com