Іскровий розряд

Параметри іскрового розряду

Умови, необхідні для виникнення іскрового розряду, – це сильне електричне поле та порівняно високий тиск од атмосферного й вище. Іскровий розряд виникає, коли напруженість поля досягає пробивного значення для оточуючої атмосфери. Це значення залежить від тиску та від вмісту в ній водяної пари, пропорційно збільшуючись із тиском, і, спадаючи зі зростанням вологості. Для атмосферного тиску в сухому повітрі напруженість пробою дорівнює 30 000 В см. Критичний вплив

водяної пари зумовлений тим, що молекули води, на відміну від інших, досить активно дисоціюють,

полегшуючи тим умови для виникнення іскрового розряду.

Іскровий розряд спостерігається у вигляді короткого яскравого зигзагоподібного, часто розгалуженого спалаху в міжелектродному проміжку. Йому властивий малий час існування та одночасно значна амплітуда розрядного струму. Після пробою газового проміжку, тобто утворення множини перекритих між собою лавин електричний опір між електродами різко зменшується і крізь газ проходить інтенсивний імпульс струму. У процесі нейтралізації заряду електродів поле спадає до значення, меншого ніж пробивне, і розряд припиняється. По закінченні розряду напруга розрядного проміжку починає підвищуватись за рахунок зовнішнього джерела, проте значно повільніше

порівняно з тривалістю самого розряду (τ= RC). Як тільки напруга на електродах досягне критичної

величини, знову виникає іскровий розряд. При наявності досить значної міжелектродної ємності

напруга на них наростає повільно й іскрові розряди розділяють тривалі проміжки часу, порівняно із тривалістю розряду. Іноді в генераторах іскри для зменшення частоти розряду та збільшення амплітуди струму паралельно до електродів підключають конденсатор. Така іскра називається конденсованою.

Іскровий розряд супроводжується характерними для нього механічними явищами. Якщо поміж електродами розмістити не дуже товсту пластинку ізолятора (скло, текстоліт тощо), то іскра його пробиває наскрізь, засвідчуючи тим значну потужність розряду. У випадку малого міжелектродного проміжку іскровий розряд на малій ділянці анода руйнує його матеріал. Цю властивість, відому як іскрова ерозія, використовують для свердління, різання та інших способів обробки надтвердих металів.

Особливо потужний іскровий розряд – блискавка спостерігається у природних умовах під час грози. Довжина блискавки сягає десятків кілометрів, діаметр каналу, по якому проходить розряд, 40 і більше см, а амплітуда сили струму до 105 A. Тривалість блискавки досить мала, складаючи тисячні

частки секунди. Енергія, що виділяється, має величину порядку 100 Дж, тобто потужність розряду

складає

~ 105 Вт. Температура газу в каналі блискавки досягає

104 o C, що призводить до

багатократного зростання тиску газу (p = nkBT) і як наслідок до виникнення ударних звукових хвиль.

Тому іскровий розряд супроводжується різкими звуками – від слабого тріску для іскри малої потужності до неймовірно гучного вибуху від блискавки, що вдарила поблизу.