kibirkštinis elektros išlydis
elèktros šlydis, dùjinis šlydis, elektros srovės tekėjimas dujose dėl nesavaiminio (nesavaiminis elektros išlydis) ar savaiminio (savaiminis elektros išlydis) jų laidumo. Per elektros išlydį kinta dujų būsena. Nesavaiminis elektros išlydis vyksta dėl dujų elektrinio laidumo, kurį sukelia tik išoriniai jonizuojamieji fizikiniai veiksniai: dujų trintis į kietas vamzdžių sieneles ar skystį (tribojonizacija), aukšta temperatūra, sukelianti intensyvų molekulių šiluminį judėjimą (termojonizacija), elektromagnetinė spinduliuotė (ypač veiksminga ultravioletinė, rentgeno ir gama spinduliuotė), elektringųjų dalelių susidūrimai su dujų molekulėmis (smūginė jonizacija). Dėl dujų jonizacijos ir atvirkščio proceso – rekombinacijos – dujų vienetiniame tūryje nusistovi atitinkamas jonų skaičius.
Nesavaiminis elektros išlydis vyksta, kai dujose tarp elektrodų prijungiama elektrinė įtampa ir pradeda tekėti elektros srovė. Jei įtampa nedidelė, elektros išlydžio srovės tankis proporcingas elektrinio lauko stipriui tarp elektrodų ir tam tikroje slėgio verčių srityje (10 Pa–10 000 kPa) yra atvirkščiai proporcingas dujų slėgiui (vyksta vadinamas tylusis elektros išlydis). Didžiausia srovė esant tam tikram dujų jonizacijos intensyvumui vadinama soties srove (visi jonai, atsirandantys dujose, pasiekia elektrodus). Elektros išlydžio srovės priklausomybė nuo įtampos tarp elektrodų vadinama elektros išlydžio voltamperine charakteristika. Savaiminiu elektros išlydžiu dujose vadinamas elektros išlydis, kuris vyksta be išorinių jonizuojamųjų veiksnių poveikio. Jis būna stipriame elektriniame lauke, kuriame judančių krūvių kinetinės energijos pakanka dujų molekulėms jonizuoti. Jį daugiausia lemia ir palaiko laisvieji krūvininkai, atsirandantys dėl dujų molekulių smūginės jonizacijos, kurią sukelia elektronai, labai stipriame lauke – teigiamieji jonai, dėl elektronų išmušimo iš katodo, kurį smūgiuoja teigiamieji jonai (kai elektrinis laukas tarp elektrodų pakankamai stiprus), dėl elektronų išlėkimo iš įkaitusio katodo (termojonizacijos) ir fotoelektronų emisijos (išorinis fotoefektas, vykstantis dėl elektros išlydžio sukelto švytėjimo). Nesavaiminis elektros išlydis virsta savaiminiu (elektrinis dujų pramušimas) esant tam tikrai įtampai (pramušimo, arba elektros išlydžio uždegimo, įtampa). Ši įtampa priklauso nuo dujų slėgio p ir atstumo tarp elektrodų d sandaugos (Pascheno dėsnis). Savaiminis elektros išlydis būna nuostovusis – rusenantysis (kai slėgis žemas – keliolika paskalių), lankinis, vainikinis ir nenuostovusis – kibirkštinis. Rusenantysis elektros išlydis būna praretintose dujose, didėjant elektros išlydžio srovei jis gali virsti lankiniu elektros išlydžiu. Lankinis elektros išlydis susidaro, kai tarp elektrodų yra kelių dešimčių voltų įtampa ir srovės tankis didelis. Jo metu termoelektronus, kuriuos skleidžia įkaitęs katodas, pagreitina elektrinis laukas, esantis tarp elektrodų. Smūginė dujų jonizacija labai intensyvi, dėl to varža tarp elektrodų maža; vyksta griūtinis jonų skaičiaus dujose didėjimas. Dujose, esančiose labai nevienalyčiame elektriniame lauke, kuris susidaro, pvz., prie aštrių elektrodų, aukštos įtampos linijų laidų, vyksta vainikinis elektros išlydis (dujos jonizuojamos ir švyti tik prie mažo paviršiaus kreivumo spindulio elektrodo). Didinant įtampą jis gali virsti šepetiniu (kuokštiniu) elektros išlydžiu (prie smailės matyti švytinčių laužytų ir lenktų linijų kuokštas). Esant tam tikrai įtampai vainikinis elektros išlydis pereina į kibirkštinį. Vykstant kibirkštiniam elektros išlydžiui matyti besišakojančios švytinčios gijos – susidarantys jonizuotųjų dujų kanalai. Elektros išlydis galimas ne tik nuolatiniame, bet kintamajame elektriniame lauke. Aukštadažnis elektros išlydis gali vykti išlydžio vamzdelyje tarp elektrodų (talpinis elektros išlydis) arba būti beelektrodis. Optinis elektros išlydis (optinis dujų pramušimas) sukeliamas lazerio spinduliuote. Elektros išlydis naudojamas pusiausvirajai žemos temperatūros plazmai gauti (T apie 104 K) plazmotronuose. Šie įrenginiai naudojami įvairiose srityse (plazmos chemijoje, branduolio fizikoje, lazerių fizikoje).
Lankinis elektros išlydis naudojamas elektros išlydžio šviesos šaltiniuose (reklama, apšvietimas), metalams suvirinti, pjauti, lydyti; elektros išlydžiu pagrįstas kai kurių elektroninių įtaisų (gazotronų, tiratronų, ignitronų, Geigerio skaitiklių, anteninių perjungiklių), t. p. ozonatorių (įtaisų jonizuotajam orui gauti), magnetohidrodinaminių generatorių, plazminių elektros energijos šaltinių veikimas. Gamtoje būna kibirkštinis elektros išlydis – žaibas, rusenantysis elektros išlydis – poliarinė pašvaistė, vainikinis išlydis – vadinamos šv. Elmo ugnys (jos kyla prie plonų ilgų ir aukštų objektų – žaibolaidžių, laivų stiebų, pietų kraštuose per audrą švyti apie medžių viršūnes).
vainikinis elektros išlydis, dar vadinamas šv. Elmo ugnimis
nesavaiminio elektros išlydžio voltamperinė charakteristika; I – išlydžio srovė, U – įtampa tarp elektrodų, Is – soties srovė, Us – soties įtampa
savaiminio elektros išlydžio užsidegimo įtampos Uužs priklausomybė nuo dujų slėgio p ir atstumo d tarp elektrodų
2125