Возбужденные атомы и молекулы, образующиеся наряду с ионизацией, испускают фотоны, которые могут приводить как к фотоионизации в объеме промежутка, так и к фотоэмиссии электронов из катода.

Образующиеся таким образом вторичные электроны приведут снова к образованию лавин в разрядном промежутке.

Напряжение, при котором в промежутке выполняется условие самостоятельности разряда, называют начальным напряжением.

Для изоляционного промежутка с однородным электрическим полем выполнение условия самостоятельности разряда означает пробой промежутка.

Закон Пашена определяет зависимость пробивного напряжения газового промежутка с однородным (ОП) и слабонеоднородным (СНП) электрическим полем от произведения давления газа P и расстояния между электродами S: U_пр=f(PS)..

U_ПР растёт с увеличением или уменьшением произведения P • S по отношению минимуму. Если в какой - либо точке кривой P и S изменяются, но их произведение остается постоянным, то U_ПР будет постоянным. В этом заключается правило подобия разрядов в промежутках.

В неоднородном поле в отличие от однородного напряженность поля в различных точках промежутка разная по величине.

 

Зависимость напряженности электрического поля от расстояния между электродами: 1 — E_СР = f (S); 2 — E_МАКС = f (S); 3 — E*_H — напряженность возникновения самостоятельной формы разряда

В резко неоднородном электрическом поле условие самостоятельности разряда выполняется в очень узкой зоне вблизи электрода. Это означает, что ионизационные процессы концентрируются в этой зоне и создают характерное свечение, называемое коронным разрядом или короной.

В резко неоднородном электрическом поле начальное напряжение соответствует напряжению возникновения коронного разряда.

Для пробоя всего межэлектродного промежутка необходимо еще увеличить напряжение.

Эффект полярности

В резко неоднородном электрическом поле начальное напряжение соответствует напряжению возникновения коронного разряда, а разрядное напряжение выше. При этом на величину разрядного напряжения существенное влияние оказывает полярность электродов.

При постепенном увеличении напряжения, приложенного к промежутку игла - плоскость, ударная ионизация возникает вблизи иглы, где напряженность электрического поля наибольшая. В результате ионизации в области ионизации возникает большое количество свободных электронов и положительных ионов.

При положительной игле и отрицательной плоскости электроны, обладающие большой подвижностью, мгновенно уходят к положительной игле и нейтрализуются на ней. Малоподвижные положительные ионы образуют в промежутке объемный положительный заряд.

Напряженность поля, созданная зарядами на электродах (внешним источником) Е, направлена от иглы к плоскости. Положительный объемный заряд создает свое поле напряженностью Е_об. Вблизи иглы напряженностьэлектрического поля положительного объёмного заряда направлена навстречу напряженности поля внешнего источника, чтоприводит к уменьшению результирующей напряженности электрического поля Е_рез в этой части промежутка. В остальной части промежутка напряженностьэлектрического поля положительного объёмного заряда совпадает по направлению с напряженностью поля внешнего источника, чтоприводит к увеличению результирующей напряженности электрического поля.

При таком распределении напряженностей поля затрудняется образование видимой короны на конце иглы, а развитие процесса ионизации в сторону плоскости происходит довольно легко, так как напряженность поля Е_рез здесь повышенная. Поэтому пробой промежутка происходит при относительно невысоком напряжении.