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Scarica bagliore neo gas rarefatti


  1. Ionizzazione dei gas
  2. ELETTRICHE, SCARICHE
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  4. La corrente elettrica nei gas: spiegazione su conducibilità, tensione e scarica

I fenomeni connessi con lo scarica di elettricità attraverso i gas rarefatti furono è la tensione di scarica in aria e nei gas, e come avviene la scarica nei gas alle potete leggere il mio articolo Esperimenti sulla scarica a bagliore in un gas. Tubo rettilineo a scarica nei gas. Nell`inventario D del col n° è descritto come “tubo universale per esperienze con scariche nei gas rarefatti”. il bagliore negativo circonda il catodo e il vetro del tubo mostra una. Per osservare il fenomeno della scarica elettrica in un gas, lo si racchiude in un tubo trasparente, fissando in tal modo il tipo di gas (o miscela di gas) e la. Scarica elettrica nei gas rarefatti. L'aria ed positiva scompare e rimane solo il bagliore negativo per scomparire a partire dalla pressione di circa 0, mbar.

Nome: scarica bagliore neo gas rarefatti
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E' possibile lavorare nella zona di scarica a bagliore mediante un sistema di regolazione elettronico che mantiene pressione, corrente e tensione di scarica costante. Tutti i sistemi di questo tipo necessitano di un acceleratore ove, l'energia è fornita alle particelle mediante un campo elettrico. Il passaggio di queste in un gas neutro é tale da produrre un flusso di particelle neutre.

Descrizione dell'apparato Il sistema in figura 1 schematizza il generatore di atomi neutri. Esso è costituito da una sorgente ionica in grado di produrre una corrente dell'ordine del centinaio di pico ampere in un campo di energia di 0. Le specie prodotte dalla sorgente sono estratte da un estrattore ionico e deflesse da un magnete il quale genera un campo magnetico regolabile da

Come si vede, essa è compresa fra 5 e 25 elettronvolt. Generalmente, dal punto di vista microscopico questi metodi per formare una scarica o plasma sono tutti equivalenti: viene fornita dell'energia agli elettroni legati ai nuclei , che a un certo punto si liberano dal legame col nucleo.

Elettroni liberi collidono con altri atomi neutri, liberando ancora più elettroni, e il processo poi procede a cascata fino a un equilibrio, che dipende unicamente dalla pressione del gas e dal campo elettrico applicato. La condizione iniziale è che gli elettroni abbiano un'energia cinetica maggiore del potenziale di ionizzazione dell'elemento usato per la scarica.

Poiché il potenziale di prima ionizzazione cioè, l'energia necessaria per strappare il primo elettrone al nucleo è compreso fra 5 e 25 eV vedi figura , questo valore fornisce la soglia in energia necessaria agli elettroni per ionizzare il gas. I gas nobili hanno un'energia di ionizzazione maggiore; è da tenere presente comunque che per i gas biatomici , come l' azoto o l' ossigeno , deve essere inclusa anche l'energia necessaria per spezzare le molecole: la conseguenza è che la tensione di breakdown vedi sotto è generalmente più alta per questi ultimi.

Il metodo più semplice e comune per ionizzare un gas è di accelerare gli elettroni naturalmente presenti anche in un gas neutro con un campo elettrico : ci concentreremo pertanto nel seguito sulle scariche in corrente continua, che sono le più facili da realizzare e le più studiate in laboratorio, anche per l'ampio spettro di applicazioni elettrodeposizione , xerografia , sputtering industriale, ecc. Anche se verranno trattati fenomeni generali di una scarica gassosa, come il breakdown elettrico, la transizione da glow ad arco, ecc.

Tuttavia, uno degli aspetti principali delle scariche nei gas è che esse possono assumere una varietà enorme di differenti forme per effetto della grande varietà di parametri in gioco, come la natura del gas, il modo in cui la tensione viene applicata, e la natura delle condizioni al contorno materiale e dimensioni degli elettrodi , presenza di punte, natura delle superfici esposte, distanza fra gli elettrodi, forma e dimensione del tubo di scarica Questo non esclude poi che ci sia un'ampia classe di scariche nei gas che avvengono in situazioni in cui una tensione si sviluppa spontaneamente e quindi non è indotta da un circuito esterno per attrito , scambio carica , nebbie , venti , onde , spray , eccetera.

Ionizzazione dei gas

Nella gran parte di queste situazioni, le condizioni al contorno sono mal definite, e spesso sono costituite da materiali isolanti , e non da elettrodi come nelle scariche in corrente continua. Alcuni di questi tipi di scariche sono stati studiati per esempio, i fulmini , ma le scariche che avvengono perlopiù casualmente fra due superfici isolanti, come avviene comunemente in xerografia , o negli ancor più comuni corto circuiti nei circuiti elettrici , hanno ricevuto comparativamente minor attenzione.

Scariche gassose in corrente continua[ modifica modifica wikitesto ] Curva caratteristica tensione come funzione della corrente di un tubo al Neon , pressione 1 torr , con due elettrodi a disco di 2 cm di diametro, separati di 50 cm. Le scariche gassose in un tubo rettilineo in vetro o quarzo furono le prime ad essere studiate, alla fine dell'Ottocento: esse erano note come tubi di Crookes o tubi di Geissler.

Lo schema dell'apparato è molto semplice, e consta di tre elementi: un tubo rettilineo camera da vuoto , tenuto in vuoto da una pompa ; un circuito elettrico , collegato a due elettrodi posti alle due estremità del tubo; una bombola di gas , con una valvola a spillo per controllare la portata del gas.

ELETTRICHE, SCARICHE

La tensione di innesco breakdown dipende dal prodotto della pressione per la distanza degli elettrodi legge di Paschen. Vi è un prodotto ideale tra pressione e distanza tra gli elettrodi per cui la tensione di innesco ha un minimo.

Paschen ha studiato la tensione di scarica di vari gas tra piastre metalliche parallele al variare della pressione del gas e della distanza inter-elettrodi. Per un dato gas, la tensione di scarica è una funzione solo del prodotto pd della pressione e della distanza. Invece, con una pressione costante, la tensione necessaria per provocare un arco si riduceva quando la distanza si riduceva, ma solo fino a un certo punto.

Via via che la distanza veniva ulteriormente ridotta, la tensione necessaria per provocare un arco cominciava a salire e ad un certo punto superava di nuovo il suo valore originale.

Se siete interessati a conoscerla, e ad approfondire il discorso della dipendenza della tensione di scarica dai vari parametri — oppure a fare misurazioni sperimentali in tal senso — potete leggere il mio articolo Esperimenti sulla scarica a bagliore in un gas.

La curva di Paschen per alcuni gas puri. Per aria in condizioni standard di temperatura e pressione STP , la tensione necessaria per generare un scarica ad arco alla distanza di 1 metro è di circa 3,4 MV milioni di volt.

Il cammino libero medio di una molecola in un gas è la distanza media tra le sue collisioni con altre molecole. Questo cammino è inversamente proporzionale alla pressione del gas. Cammino libero medio in cm degli elettroni in argon alle varie pressioni. Le perdite di energia dovute a un numero maggiore di collisioni richiedono pertanto tensioni maggiori affinché gli elettroni accumulino energia sufficiente per ionizzare molte molecole di gas, il che è necessario per produrre una scarica a valanga.

Navigazione articoli

Questo spiega perché la tensione di scarica cresce sul lato destro del minimo di Paschen. Sul lato sinistro del minimo di Paschen, invece, il prodotto pd è piccolo. In questo caso, gli elettroni potrebbero guadagnare molta energia, ma hanno meno collisioni ionizzanti perché le molecole di gas ionizzabili sono in minor numero. È quindi necessaria una tensione maggiore per assicurare la ionizzazione di molecole di gas sufficienti ad avviare una valanga.

La corrente elettrica nei gas: spiegazione su conducibilità, tensione e scarica

Alla pressione normale, infatti, non ha luogo alcuna scarica. Una sintesi visiva dei fenomeni in un tubo a scarica alle varie pressioni. Il colore dei differenti gas in un tubo a scarica.

La lunghezza della colonna positiva si riduce ulteriormente. In realtà, i livelli esatti di pressione a cui si verificano questi fenomeni dipendono dalla tensione applicata al tubo. Infatti, le variabili principali che influenzano la scarica nei gas e le caratteristiche del plasma prodotto sono quattro: differenza di potenziale, distanza tra gli elettrodi, tipo di gas utilizzato e la sua pressione. Lo vedremo nelle righe che seguono. La conduzione elettrica nei gas: i vari regimi La conduzione elettrica in un gas richiede dei portatori di carica, che possono essere elettroni o ioni.


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