Електричний розряд який виникає тільки під дією іонізатора, а з припиненням його дії зникає називається несамостійним.

Електропровідність газів досліджують за допомо­гою газорозрядної трубки (рис. 1) з двома електродами, наповненої досліджуваним газом. Напругу між електродами змінюють потенціо­метром. Іонізацію здійснюють довільним способом, наприклад, ультрафіолетовим або рентгенівським випромінюванням.

Як видно з вольт-амперної характеристики електричного розряду (рис.2), в газі при постійній потужності іонізатора спочатку зі зміною напру­ги U струм змінюється лінійно. З подальшим збільшенням напруги залежність І= f(U) набуває нелінійного характеру, а при U >U_l си­ла струму не залежить від напруги (І = const). Струм І_н називають струмом насичення. З підвищенням напруги U > U₂ спостерігається значне зростання сили струму, яке супроводжується тепловими і світловими ефектами. Струм у газах при несамостійному розряді створюється напрямленим рухом іонів і електронів під дією елек­тричного поля.

7.Електричний струм у газі, який проходить без дії зовнішнього іонізатора, називають самостійним розрядом. Самостійний розряд підтримується за досить високої на­пруги на електродах, при якій той розряд, що почався, самостійно створює потрібні для його подальшого протікання електрони та іони. Поповнення носіїв заряду при самостійному розряді може відбува­тись із різних причин, зокрема завдяки механізмові ударної іонізації атомів (молекул) газу. Це процес вибивання електронів з нейтраль­них атомів під час зіткнення їх з потоком швидких електронів. Несамостійний розряд переходить у самостійний тоді, коли нові іони утворюються внаслідок внутрішніх процесів, що відбуваються у са­мому газі.

8. Залежно від властивостей і стану газу, характеру і розташування електродів, а також від прикладеної до електродів напруги виникають різні види самостійного розряду:

Тліючий розряд спостерігається в газах при низькому тиску (в декілька десятків міліметрів ртутного стовпа і менше). Тліючий розряд використовується в газосвітних трубках, лампах денного світла, стабілізаторах напруги, для отримання електронних і іонних пучків. Широко використовується явище катодного розпилювання, тобто руйнування поверхні катода під дією іонів, які ударяються об нього. Ультрамікроскопічні осколки матеріалу катода летять у всі сторони по прямолінійних траєкторіях і покривають тонким шаром поверхню тіл (особливо діелектриків), які помістили в трубку. У такий спосіб виготовляють дзеркала для оптичних приладів, наносять тонкий шар металу на селенові фотоелементи.

 

Короний розряд - високовольтний електричний розряд при високому (наприклад, атмосферному) тиску в різко неоднорідному полі поблизу електродів з великою кривизною поверхні (наприклад, вістря). Коли напруженість поля поблизу вістря сягає 30 кВ/см, то навколо нього виникає світіння, що має вид корони. У природних умовах корона виникає під впливом атмосферної електрики біля вершин щогл (на цьому заснована дія блискавковідводів), дерев (це явище отримало в давнину назву вогнів святого Ельма). Шкідлива дія корони навколо проводів високовольтних ліній електропередач проявляється у виникненні шкідливих струмів витоку. Для їх зменшення проводи високовольтних ліній виготовляють великого перерізу. Коронний розряд, будучи переривистим, стає також джерелом радіоперешкод.

Коронний газовий розряд використовується у електрофільтрах, що застосовуються для очищення промислових газів від домішок. Газ, що піддається очищенню, рухається знизу вгору до вертикального циліндру, по осі якого розташований коронуючий дріт. Іони, наявні у великій кількості в зовнішній частині корони, осідають на частинках домішок і захоплюються полем до зовнішнього некоронуючого електроду і осідають на ньому. Коронний розряд застосовується також при нанесенні порошкових і лакофарбових покриттів.

Іскровий газовий розряд виникає при великій напруженості електричного поля у газі, достатній для утворення лавинного пробою при атмосферному тиску. Іскра має вигляд тонкого вигнутого та розгалудженого каналу, що яскраво світиться. Для іскрового розряду характерне потріскування в слабких розрядах і потужний гуркіт грому в грозу. Іскровий газовий розряд використовується для запалення горючої суміші у двигунах внутрішнього згоряння і для запобіганню перенапруги на лініях електропередач (іскрові розрядники). При малій довжині розрядного проміжку іскровий розряд викликає руйнування (ерозію) поверхні металу, тому він застосовується для електроіскрової точної обробки металів (різання, свердління). Його використовують в спектральному аналізі для реєстрації заряджених частинок (іскрові лічильники).

 

Якщо після запалювання іскрового розряду від потужного джерела поступово збільшувати відстань між електродами, то розряд стає безперервним - виникає дуговий газовий розряд. При цьому сила струму різко зростає, досягаючи сотень ампер, а напруга на розрядному проміжку падає до декількох десятків вольт. Дуговий розряд можна отримати від джерела низької напруги минаючи стадію іскри. Для цього електроди (наприклад, вугільні) дотикають один до одного, вони сильно розжарюються електричним струмом, потім їх розводять і отримують електричну дугу. При атмосферному тиску температура катода приблизно дорівнює 3900 К. Вугільний катод загострюється, а на аноді утворюється заглиблення - кратер, який має найбільшу температуру.

Дуговий газовий розряд застосовується для зварювання та різання металів, отримання високоякісних сталей (дугова піч), освітлення (прожектори, проекційна апаратура). Широко застосовуються також дугові лампи з ртутними електродами у кварцових балонах, де дуговий розряд виникає в ртутній парі при відкачаному повітрі. Дуга, є потужним джерелом ультрафіолетового випромінювання та використовується в медицині (наприклад, кварцові лампи).