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GAS RAREFATTI SCARICA

Posted on Author Duhn Posted in Software


    Contents
  1. Copyright information
  2. Traduzione di "della scarica elettrica" in inglese
  3. Tubo rettilineo per la scarica nei gas
  4. Studio della scarica elettrica in un gas

Tubi a scarica di Crookes. Lo studio del passaggio dell' elettricit`a in gas rarefatti inizi`o verso la met`a dell' utilizzando tubi di vetro pieni di aria o di altri gas. I fenomeni che determinano la ionizzazione di un gas in un tubo furono studiati dal fisico inglese John Sealy Townsend. Scarica elettrica nei gas rarefatti. L'aria ed i gas in condizioni normali di pressione atmosferica sono pessimi conduttori di corrente elettrica. Ma a bassa. La scarica elettrica attraverso l'aria o un gas qualsiasi produce in determinate L'aspetto della scarica nel gas rarefatto varia con la pressione del gas.

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Blog Profilo Scrivi Messaggio. La scarica elettrica che si ottiene fra gli elettrodi si ha per tensioni sempre minori procedendo con la rarefazione del gas fino ad un minimo valore di tensione che corrisponde ad una pressione del gas di pochi decimi di millimetri di mercurio. In queste condizioni, con tensioni di poche centinaia di volt si ottiene una scarica ad una lunghezza di oltre un metro. Se si aumenta il grado di rarefazione del gas, la tensione necessaria per la scarica tenderà a crescere rapidamente; raggiunta la condizione di vuoto spinto, la tensione aumenta ancora al punto che la scarica non si realizzerà più fra gli elettrodi di anodo e catodo, ma avverrà attraverso la superficie esterna del tubo.

Pertanto nei gas rarefatti il valore della tensione distruttiva dipenderà dal valore della pressione del gas,ovvero esiste per ogni gas un valore tipico di pressione che in genere risponde a qualche decina di millimetri di mercurio, per il quale la scarica si innesca con limitate tensioni a lunghezze notevoli, ed al disotto del valore di pressione, la tensione necessaria a provocare la scarica è elevatissima.

La scarica elettrica nei gas avviene con il fenomeno di ionizzazione per urto: infatti, al diminuire della pressione del gas, la distanza media fra le molecole aumenta ed anche il percorso che gli ioni presenti nel gas dovranno compiere fra due consecutivi urti con le molecole neutre. Per velocizzare gli ioni provocando la ionizzazione per urto, si richiede un'accelerazione minore, quindi la ionizzazione per urto ha inizio con l'azione di un campo elettrico meno intenso quanto minore è la pressione del gas.

La conduzione elettrica in un gas richiede dei portatori di carica, che possono essere elettroni o ioni. I portatori di carica provengono dalla ionizzazione di alcune molecole di gas. Si noti che arco e scintilla spark sono la stessa cosa, ma la scintilla rimane per un tempo molto piccolo; quando invece rimane continuamente per molto tempo, allora è conosciuta come arco.

La scarica elettrica nel gas ha tre regioni, con caratteristiche distinte di corrente-tensione. In una scarica oscura , il gas viene ionizzato per cui i portatori di carica vengono generati da una fonte di radiazioni come la luce ultravioletta o i raggi cosmici. Quando il campo elettrico aumenta abbastanza da provocare la ionizzazione, inizia la scarica di Townsend.

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In tale regime, la corrente aumenta di nove ordini di grandezza — da femtoampere a microampere — con poco ulteriore aumento di tensione. La caratteristica tensione-corrente si avvicina alla tensione di scarica e il bagliore diventa visibile. Nella scarica a bagliore, la tensione sugli elettrodi diminuisce improvvisamente e la corrente aumenta fino a raggiungere il range di milliampere. Quando si sviluppa una scarica di bagliore, il campo elettrico viene considerevolmente modificato dalla presenza di ioni positivi: il campo è concentrato vicino al catodo.

La scarica a bagliore inizia come un normale bagliore. Nella regione A-D vi è ionizzazione, ma le correnti sono inferiori a 10 microampere. Man mano che la corrente aumenta, una parte maggiore della superficie del catodo viene coinvolta nel bagliore. Se la corrente aumenta ulteriormente, entrando nel range degli ampere, entrano in gioco altri fattori e inizia la scarica ad arco. In una scarica ad arco, gli elettroni lasciano il catodo per emissione termoionica ed emissione di campo, e il gas viene ionizzato con mezzi termici.

Inoltre, esso obbedirà alla legge di Saha per la ionizzazione della specie di gas contenuta nel tubo:.

Traduzione di "della scarica elettrica" in inglese

Unendo le due relazioni scritte si ottiene:. A questo punto, si tiene conto che il libero cammino medio è inversamente proporzionale alla pressione nel tubo di scarica, e quindi:.

Il risultato notevole è che i valori delle due costanti dipendono dal tipo di gas, e dai due parametri E e p , ma non dalla forma o dal materiale dell'elettrodo. Questo avviene nella transizione da scarica oscura a scarica a bagliore, cioè nel tratto C-D-E della curva caratteristica. Il regime in cui la scarica si sostiene da sola è chiamato anche scarica auto-sostenuta di Townsend punto D della curva caratteristica , ed è caratterizzato da un ancora più marcato aumento della corrente nel tubo.

Risolvendo l'esponenziale si ottiene subito:. Il valore tipico di corrente per una scarica a bagliore è delle decine di milli ampere , quindi relativamente bassa: benché gli elettroni possano avere temperature intorno ai kelvin , gli ioni sono a temperatura ambiente. Normalmente, per ottenere una scarica in corrente continua è necessario sapere, per una data lunghezza del tubo d e per un dato valore della pressione p , e per un dato tipo di gas, quale sia la tensione che bisogna applicare per ottenere l'innesco: questo è un problema comune, dalla xerografia , fino all'innesco nei ben più complicati esperimenti di fusione nucleare che utilizzano plasmi.

Le espressioni finora fornite sono tuttavia abbastanza implicite, perché richiedono la conoscenza precisa dei due esponenti di Townsend. Risolviamo l'esponenziale al membro di sinistra, e otteniamo subito un'espressione per la tensione di innesco:.

L'esposizione fin qui fatta della scarica a bagliore e dell'innesco presuppone la presenza di elettrodi piani o cilindrici. Quando invece il catodo ha la forma di punta o un filo , il campo elettrico è più intenso in prossimità della punta stessa, per il noto potere disperdente delle punte. Di conseguenza, la scarica a corona ha una grande importanza in campo applicativo, come per esempio:.

In riferimento alla curva caratteristica, la scarica a corona si situa in una zona instabile fra la scarica auto-sostenuta di Townsend e la glow, nel tratto D-E della curva stessa: infatti, l'innesco avviene nel volume attivo, e non ha coinvolto tutto il volume occupato dal gas.

Tubo rettilineo per la scarica nei gas

Finora abbiamo considerato la scarica a bagliore cosiddetta "normale" punto G della curva caratteristica , per la quale la tensione è sostanzialmente indipendente dalla corrente, e solo una piccola porzione della superficie del catodo è interessata dal passaggio di corrente.

Quando il processo di emissione di elettroni coinvolge tutta la superficie del catodo, allora la tensione non è più indipendente dalla corrente, ma è circa proporzionale: con riferimento alla curva caratteristica, si passa da G ad H.

Sappiamo da quanto visto prima che la caduta di tensione nello strato catodico ampio d è una gran parte della caduta di tensione nell'intero tubo V C , normalmente circa la metà: possiamo quindi approssimare che il campo elettrico in questa regione sia il doppio del valore medio.

Risolvendo l' equazione di Poisson per la densità di ioni nello strato catodico si ottiene subito. Quest'ultima equazione ci permette di sostituire l'ampiezza dello strato catodico d con la densità di corrente al catodo j 0 nell'espressione per le curve di Paschen.

Studio della scarica elettrica in un gas

Nella transizione da glow ad arco tratto I - J della curva caratteristica gioca invece un ruolo essenziale l' emissione termoionica dal catodo: il catodo si scalda molto per collisione con gli ioni e per la dissipazione di potenza che si ha nello strato catodico.

L'aumento notevole del flusso di elettroni dato dall'emissione termoionica causa una seconda transizione simile a quella della glow , in cui la tensione applicata ai capi del tubo diminuisce ancora tratto J - K della curva caratteristica.

Conseguentemente la corrente elettrica aumenta di molto, dalle decine a migliaia di Ampere. Poiché molte delle applicazioni degli archi saldature , torcia al plasma , taglio al plasma , etc. Di conseguenza, a pressione atmosferica è sostanzialmente impossibile creare una glow: la scarica assume subito la forma di un arco scintilla o fulmine. Altri progetti. Da Wikipedia, l'enciclopedia libera. Ma non possiamo far a meno di mettere in luce certi caratteri generali , che si ritrovano in tutti i casi , e che hanno, come vedremo , una grande importanza.

Aumentando ancora la rarefazione come al n.

In generale in diversi di questi casi la colonna positiva è anche stratificata , cioè costituita da una successione di strati luminosi o oscuri. La corrente nei gas. Nuove radiazioni.


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