Виды электрических разрядов в газах.
Различают самостоятельный и несамостоятельный разряды в газе. Самостоятельный разряд поддерживается под действием только электрического напряжения. Несамостоятельный разряд может существовать при условии, что помимо напряжения действуют еще какие-либо дополнительные факторы. Ими могут быть излучение света, радиоактивное излучение, термоэлектронная эмиссия накаленного электрода и т.д.
Несамостоятельным является темный или тихий разряд. Свечение газа обычно незаметно. В газоразрядных приборах он практически не используется.
К самостоятельным относится тлеющий разряд. Для него характерно свечение газа, напоминающее свечение тлеющего угля. Разряд поддерживается за счет электронной эмиссии катода под ударами ионов. К приборам тлеющего разряда относятся стабилитроны (газоразрядные стабилизаторы напряжения), газосветные лампы, тиратроны тлеющего разряда, знаковые индикаторные лампы и декатроны (газоразрядные счетные приборы).
Дуговой разряд может быть как несамостоятельным, так и самостоятельным. Дуговой разряд получается при плотности тока значительно большей, чем в тлеющем разряде и сопровождается интенсивным свечением газа. К приборам несамостоятельного дугового разряда относятся газотроны и тиратроны с накаленным катодом. К приборам самостоятельного дугового разряда относятся ртутные вентили (экситроны) и игнитроны, имеющие жидкий ртутный катод, а также газовые разрядники.
Искровой разряд имеет сходство с дуговым разрядом. Он представляет собой кратковременный импульсный электрический разряд. Используется в разрядниках, служащих для кратковременного замыкания тех или иных цепей.
Высокочастотный разряд может возникать в газе под действием переменного электромагнитного поля даже при отсутствии токопроводящих электродов.
Коронный разряд является самостоятельным и используется в газоразрядных приборах для стабилизации напряжения. Наблюдается в случаях, когда один из электродов имеет очень малый радиус.
1.2. Знаковые и цифровые индикаторы.
В современной аппаратуре широко применяются знаковые и цифровые индикаторы, построенные на основе приборов тлеющего разряда.
Неоновые лампы.
Неоновые лампы применяются в качестве индикаторов напряжения и для других целей. Они представляют собой приборы тлеющего разряда, работающие в режиме нормального катодного падения обязательно с ограничительным резистором Rогр. При возникновении разряда в них происходит скачок тока и напряжения и начинается свечение. Дальнейшее повышение напряжения вызывает повышение тока. При этом увеличивается плотность тока катода и яркость свечения. Разряд прекращается при более низком напряжении, чем возникает, UП<UВ, рис. 1 а. В момент прекращения разряда ток скачком падает до нуля, а напряжение скачком повышается, так как падение напряжения на резисторе Rогр скачком уменьшается до нуля и подводимое к цепи напряжение перераспределяется.
Неоновая лампа применяется как индикатор постоянного и переменного напряжения. При переменном напряжении разряд возникает в момент, когда мгновенное значение напряжения становится равным напряжению UВ.
Значительный интерес представляет управляемая трехэлектродная индикаторная лампа, имеющая анод и два катода: индикаторный и вспомогательный, расположенный внутри анода, рис. 1 в. Через купол баллона можно видеть свечение газа только около индикаторного катода. Индикаторный катод ИК подключен к минусу источника питания через резистор R, а вспомогательный катод ВК – непосредственно. Когда на лампу подано только напряжение от анодного источника, работает вспомогательный катод. Так как он заслонен анодом, о свечение газа не видно. Пусть на резистор R подано дополнительное управляющее напряжение такой полярности, чтобы оно суммировалось с напряжением анодного источника. Тогда напряжение между анодом и индикаторным катодом возрастает, разряд перебрасывается на этот катод и лампа дает видимое свечение. Если дополнительное напряжение снять, разряд снова будет только между вспомогательным катодом и анодом. Свечение газа у индикаторного катода исчезнет.
