Електричний струм в газах
Для металевих провідників і електролітів залежність сили струму від напруги має лінійний характер, т. е. струм в таких провідниках зростає пропорційно напрузі. Значно складніше закони провідності в газах. Розглянемо електричний струм в газах, що протікає під дією зовнішнього іонізатора.
Звернемося до досвіду. Візьмемо конденсатор і зарядимо його, створивши між його пластинами напруга. Електрометр, підключений до пластин конденсатора, весь час показує один і той же напруга: значить, повітря в звичайних умовах є ізолятором, т. Е. Не містить вільних заряджених частинок.
Внесемо запалену спиртівку або сірник в область між двома пластинами конденсатора. Ми зауважимо, що напругу, яка існує між ними, зменшується, конденсатор розряджається, отже, між пластинами виникає електричний струм. Все це вказує на те, що в повітрі між пластинами під дією полум`я з`явилися заряджені частинки. Що ж вони представляють собою?
Цілком природно припустити, що такими зарядженими частинками є молекули повітря, які під впливом полум`я отримали електричні заряди і, перетворившись в іони, стали рухатися в електричному полі між пластинами, створюючи електричний струм в газах, який і призвів до зменшення напруги на пластинах конденсатора.
Шляхом ретельних досліджень було встановлено, що носіями електричних зарядів в газах є іони і електрони, які виникають в газі в результаті впливу на нього іонізатора.
Ионизаторами є полум`я, рентгенових промені, промені, що випускаються радіоактивними речовинами. Будь-іонізатор, якого б походження вона не була, має здатність створювати в даному обсязі за будь-який час певна кількість позитивних і негативних іонів.
Під дією іонізатора молекули газу втрачають електрони і стають позитивно зарядженими іонами. Вивільнені електрони, по-перше, самі стають носіями електричних зарядів, по-друге, приєднавшись до нейтральних молекул або атомів, утворюють іони, які негативно заряджені. Так в газі можуть виникати вільні заряди в вигляді електронів та іонів обох знаків, т. Е. Виникає електричний струм в газах.
Заряджене тіло, перебуваючи в іонізованому газі, притягує до себе вільні заряди протилежного знака, які і нейтралізують заряди на тілі, внаслідок чого воно розряджається.
У газах не відбувається виділення їх складових частин на електродах, як це має місце в електролітах, так як при іонізації газу молекули його НЕ распадаются- вони лише втрачають або ж приєднують до себе електрони.
Газові іони, підійшовши до електрода, віддають йому свої заряди, що перетворюються в нейтральні молекули або атоми, і дифундують назад в газ. В електролітах ж іони, що підійшли до електродів, або відкладаються на поверхнях електродів, або вступають в хімічні реакції.
Якщо іони і вільні електрони, що утворилися в газі, виявляються в електричному полі, то вони набувають спрямований рух. З цього випливає, що повний електричний струм в газах - це два потоки заряджених частинок, один з яких йде до анода, а другий - до катода. Він супроводжується рядом своєрідних явищ. До їх числа відносяться різні види світіння газу при розряді - від слабкого, ледве помітного свічення проводів високої напруги до сліпуче яскравого світла електричної дуги і грандіозних спалахів блискавки. Електричний струм в середовищах (твердих провідниках, електролітах) таких явищ не викликає.
Нарешті, при газовому розряді можна спостерігати і специфічні хімічні реакції, які не мають місця при звичайних умовах: утворення оксидів азоту і циана в повітрі, освіта молекул в одноатомних газах та інші.
