除了金属、电解质可以导电外,在一定的条件下气体也可以导电。在通常的情况下,气体的分子是中性的,仅有极少量的离子,所以气体是良好的绝缘体。但是,气体中如有足够多的电子和离子存在,那么在气体中也能产生电流,即气体导电。
气体分子转变为离子的过程称为气体的电离,电离后的气体就成为导体。气体具有导电性时,电流经过气体的现象称为气体放电。按电离发生的原因,气体放电可分为被激放电和自激放电两种。
用火焰将气体加热,或用紫外线等照射气体,都能使气体发生电离。火焰、紫外线等称为电离剂。气体在电离剂的作用下,气体中一部分原子或分子在吸收了电离剂所辐射的足够大的能量后,电子就能离开气体原子或分子,产生电子和正离子。
正离子和电子在电场中按相反方向运动。在弱电场中,电子能量并不会太大,当电子与中性分子或原子相碰撞时,易被俘获而形成负离子。这时气体导电机构主要是正、负离子,而不是自由电子。
所谓自激放电,是当两电极之间的电势差增加到某一量值UO时,气体中的电流将急剧增加,这时即使移去电离剂,放电现象仍能维持,这时的放电现象称为自激放电。当电压达到UC时,正离子在强电场中已能获得足够的能量。当正离子到达阴极时,与阳极碰撞,可使阴极发射电子,这种新的电子在强电场中加速,能量增加很快。
当加速中的电子与中性原子或分子相碰撞时,不易被俘获,反而能使原子或分子电离(碰撞电离),并放出电子。这些电子经加速后,又与原子或分子碰撞,引起电离。因此当电子群向阳极运动时,一路上电子的数目急剧增加,形成急剧增大的电流。
在自激放电过程中,因为负离子不易形成,正离子的速度远较电子为小,所以自激放电的主要机构是靠电子。
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