Teorija

Parasti gāzes (t.s. gaiss) elektrisko strāvu nevada, jo brīvo lādiņnesēju koncentrācija ir ļoti niecīga. Plakņu kondensators sausā telpā ilgi neizlādējas, jo sauss gaiss ir labs dielektriķis. Ja gaisu starp kondensatora klājumiem sasildīt, kondensators strauji izlādējas.
 
GIF unnamed2.gif
 
No tā izriet, ka gaisam sasilstot, tajā rodas brīvie lādiņnesēji.
Procesu, kas nodrošina neitrālo gāzes molekulu sadalīšanos pozitīvi lādētos jonos un elektronos, sauc par jonizāciju.
Jonizāciju var izraisīt, piemēram,
  • starojums
Jonizacija.png
  • brīvi elektroni ar pietiekami lielo enerģiju
jonizacija2.png
 
Elektroni var pievienoties neitrālām molekulām, tā rodas negatīvie joni.
Tātad, lādiņnesēji gāzēs ir gan joni, gan elektroni, t.i. gāzēm piemīt jonu un elektronu vadītspēja. Kamēr gāzē nav radīts elektriskais lauks, strāva tajā neplūst. Elektriskā laukā sākas lādiņnesēju virzīta kustība, un tajā sāk plūst strāva.
Strāvu gāzēs sauc par gāzu izlādi.
Izlādes notiek gan atmosfēras spiedienā (dzirksteļizlāde, koronizlāde un elektriskais loks), gan pazeminātā spiedienā (mirdzizlāde).
 
Dzirksteļizlāde notiek, piemēram, starp diviem elektrodiem, ja elektriskā lauka intensitāte būs pietiekami liela, lai atrautu no katoda elektronus, kuri jonizē gaisa molekulas, vai paātrinātu jau esošas lādētas daļiņas līdz enerģijai, kuras pietiks gaisa molekulu jonizācijai. Tā rodas lādiņnesēji — joni un elektroni, kas pārvietojas elektriskā laukā, veidojot sazarotus kanālus, kuros gāzes temperatūra ir ļoti liela. Dabā liela dzirkstele ir zibens.
 
shutterstock_1926181556.jpg shutterstock_727206889.jpg
 
Dzirksteļizlādi var novērot ieslēdzot un izslēdzot elektriskās ķēdes slēdzi. Dzirksteļizlādes izmanto metālu gravēšanā, ka arī benzīna iekšdedzes dzinējos (izlāde rodas starp aizdedzes sveces elektrodiem).
 
Koronizlādi var novērot ap smailiem priekšmetiem, piemēram, elektropārvades līnijas vadiem (rada elektroenerģijas zudumus).
 
shutterstock_1209292888.jpg
 
Spēcīgs elektriskais lauks atrauj elektronus, kuri izraisa molekulu jonizāciju un gāzē sākas vāja spīdēšana – koronizlāde. Izlādi izmanto filtros, lai attīrītu dūmgāzes no piemaisījumiem. Ar koronizlādi apstrādā dažādu materiālu virsmas, lai palielinātu slapināšanu un adhēziju (starpmolekulāra saistība starp kontaktā esošām dažādu cietu vai šķidru vielu virsmām).
 
shutterstock_1776987512.jpg

Lokizlāde rodas starp diviem elektrodiem, ja tos salikt kopā (līdz kontakta vieta sakarst) un pēc tam nedaudz attālināt. Starp elektrodiem izveidojas ļoti spilgts lokveida kanāls.
 
shutterstock_655419430.jpg
 
Lādiņnesēji rodas gan izlidojot elektroniem no sakarsēta katoda, gan termiskās jonizācijas dēļ. Lokizlādi izmanto, piemēram, metālu metināšanā un griešanā.
 
shutterstock_1161308839.jpg

Mirdzizlāde notiek stikla caurulē starp diviem elektrodiem pazeminātā spiedienā. Pozitīvo jonu sadursme ar katodu izraisa elektronu izsišanu, kuri, savukārt, jonizē gāzes molekulas. Rekombinācijas procesā (neitrālu molekulu veidošanās no joniem un elektroniem) izdalās enerģija gaismas veidā. Katra gāze spīd ar noteiktu krāsu (gaiss spīd rozā krāsā, neons – sarkanā, argons - zilzaļā utt.).

LED neon tube light.png
 
Mirdzizlādi izmanto dienas gaismas spuldzēs:
 
shutterstock_1037907718.jpg