Do metalowych przewodników i elektrolitówzależność siły prądu od napięcia jest liniowa, to znaczy prąd w takich przewodnikach rośnie proporcjonalnie do napięcia. Prawa przewodzenia w gazach są znacznie bardziej skomplikowane. Weź pod uwagę prąd elektryczny w gazach przepływających pod działaniem zewnętrznego jonizatora.
Обратимся к опыту.Weź kondensator i naładuj go, tworząc napięcie między jego płytkami. Elektrometr podłączony do płytek kondensatora cały czas pokazuje to samo napięcie: oznacza to, że powietrze w normalnych warunkach jest izolatorem, tzn. Nie zawiera swobodnie naładowanych cząstek.
Przynieśmy zapaloną lampę spirytusową lub zapałkę do tego obszarumiędzy dwiema płytkami kondensatora. Zauważymy, że napięcie istniejące między nimi spada, kondensator rozładowuje się, dlatego między płytami powstaje prąd elektryczny. Wszystko to wskazuje, że naładowane cząstki pojawiły się w powietrzu między płytami pod wpływem płomienia. Czym oni są?
Jest całkiem naturalne, że takienaładowane cząsteczki to cząsteczki powietrza, które pod wpływem płomienia otrzymały ładunki elektryczne i po przemianie w jony zaczęły poruszać się w polu elektrycznym między płytami, wytwarzając prąd elektryczny w gazach, co doprowadziło do spadku napięcie na płytkach kondensatora.
W wyniku dokładnych badań stwierdzono, że nośnikami ładunków elektrycznych w gazach są jony i elektrony, które powstają w gazie w wyniku działania na niego jonizatora.
Jonizatory to płomienie, promienie X,promienie emitowane przez substancje radioaktywne. Każdy jonizator, niezależnie od pochodzenia, ma zdolność do wytworzenia przez pewien czas określonej ilości jonów dodatnich i ujemnych w danej objętości.
Pod działaniem jonizatora cząsteczki gazu tracąelektrony i stają się dodatnio naładowanymi jonami. Uwolnione elektrony, po pierwsze, same stają się nośnikami ładunków elektrycznych, a po drugie, łącząc obojętne cząsteczki lub atomy, tworzą jony o ładunku ujemnym. Zatem w gazie mogą powstawać ładunki wolne w postaci elektronów i jonów obu znaków, to znaczy w gazach powstaje prąd elektryczny.
Ciało naładowane, będąc w zjonizowanym gazie, przyciąga do siebie wolne ładunki o przeciwnym znaku, które neutralizują ładunki na ciele, w wyniku czego jest rozładowywany.
Gazy nie uwalniają swoich składnikówczęści na elektrodach, tak jak w przypadku elektrolitów, ponieważ podczas jonizacji gazu jego cząsteczki nie ulegają rozpadowi; tracą tylko lub dodają do siebie elektrony.
Jony gazu, zbliżając się do elektrody, dają jąich ładunki zamieniają się w obojętne cząsteczki lub atomy i dyfundują z powrotem do gazu. W elektrolitach jony docierające do elektrod osadzają się na powierzchniach elektrod lub wchodzą w reakcje chemiczne.
Jeśli jony i wolne elektrony utworzyły się wgazu, znajdują się w polu elektrycznym, a następnie uzyskują ruch kierunkowy. Wynika z tego, że całkowity prąd elektryczny w gazach to dwa strumienie naładowanych cząstek, z których jeden trafia do anody, a drugi do katody. Towarzyszy temu szereg osobliwych zjawisk. Należą do nich różne rodzaje jarzenia się gazu podczas wyładowania - od słabego, ledwo zauważalnego blasku drutów wysokiego napięcia po oślepiająco jasne światło łuku elektrycznego i potężne błyskawice. Prąd elektryczny w mediach (przewodniki stałe, elektrolity) nie powoduje takich zjawisk.
Wreszcie przy wyładowaniu gazowym można obserwować ispecyficzne reakcje chemiczne, które nie zachodzą w normalnych warunkach: tworzenie się tlenków azotu i cyjanu w powietrzu, tworzenie cząsteczek w gazach jednoatomowych i inne.
