Електротехнически материали

2 Теоретична обосновка

2.2 Механизъм на протичане на ударна йонизация

  При високи напрежения между електроди, токът в газа който се намира между тях рязко нараства. Това е вследствие, че възникналите под действието на външни йонизатори електрони, силно ускорени под действието на електрическо поле се сблъскват с неутралните молекули на газа и ги йонизират. В резултат на това се образуват вторични електрони и положителни йони (процес 1, фиг.2.). Положителните йони се движат към катода, а електроните към анода.

Фиг.2.

   Вторичните електрони отново йонизират молекулата на газа, и следователно общото количество на електроните и йоните нараство, като електроните се придвижат към анода лавинообразно. Това се явява причина за увеличаване на електрическият ток в газа.

   Описаното явление са нарича ударна йонизация.

  Обаче, ударната йонизация под действието на електроните не е достатъчна за поддържане на разряда в газа при премахване на външният йонизатор. За това е необходимо в газа под действието на каквито и да е процеси да се възпроизвежда възникването на свободни електрони. Тези процеси са следните:

- ускорени от електрическото поле положителни йони се удрят в катода и избиват от него нови електрони (процес 2);

- положителни йони,сблъсквайки се с неутрални молекули нагаза ги довеждат до възбудено състояние. Прехода на тази молекула от възбудено в основно състояние е съпроводено с отделянето на фотони (процес 3);

- неутрална молекула поглъща фотон, в резултат на което протича процеса фотойонизация на молекула (процес 4).

- избиването на електрони от катода под действието на фотони (процес 5);

- при значителни напрежения между електродите, във вуздушната междина настъпва момент когато положителните йони имат значително по-малък свободен пробег, в резултат на което електроните придобиват  енергия, достатъчна за йонизация на молекулата на газа. (процес 6).