Вольт-амперная характеристика разряда

На рис. 1.1 изображена вольт-амперная характеристика (ВАХ) электрического разряда в газе. Участок оа на вольт-амперной характеристике соответствует несамостоятельному разряду (токи 10^–9…10^–8) А. Начальный участок ВАХ (10^–12…10^–9) А обусловлен внешней ионизацией и характеризуется отсутствием пространственного заряда между электродами.

Рис.1.1. ВАХ электрического разряда в газе

С ростом напряжения появляются поверхностная (вторичная электронная эмиссия на катоде) и объемная ионизации, совместное действие которых приводит к лавинному нарастанию тока и возникновению пробоя разрядного промежутка. На участке ав разряд переходит в самостоятельный, оставаясь темным. При дальнейшем увеличении тока возникает тлеющий разряд – участок се. Горизонтальный участок сd соответствует нормальному тлеющему разряду, а de–аномальному. Особенностью нормального разряда является постоянство плотности тока и падения напряжения на катоде при увеличении тока разряда. Рост тока происходит в результате увеличения эмиттирующей поверхности катода. Одновременно можно наблюдать увеличение площади светящегося пятна на поверхности катода. Когда свечение покрывает весь катод, для дальнейшего увеличения тока необходимо повышать напряжение, чтобы увеличивалась поверхностная и объемная ионизация. Это соответствует переходу к аномальному разряду.

При токах от единиц до сотен ампер происходит разогрев катода. Термоэмиссия намного превосходит вторичную электронную эмиссию и возникает дуговой разряд (участок fg).

На переходных участках вс и ef разряд неустойчивый, трудно фиксируемый, что сопровождается появлением на ВАХ участков с отрицательным сопротивлением dU/dI<0.

На размер характерных участков ВАХ сильно влияет давление и состав газовой атмосферы. Для большинства газов, чем выше давление, тем шире область существования нормального разряда и у;´же участок темного таунсендовского разряда (ав).