Cтраница 1
Носители электрического тока не связаны с атомами и одинаковы во всех металлах. В металлический проводник, по которому идет постоянный ток, с одного конца входит такое же количество этих носителей тока, какое выходит с другого его конца, и заряд проводника при этом не изменяется.
Носителями электрического тока в растворах электролитов являются катионы и анионы. Причем разряд катионов на катоде и анионов на аноде осуществляется одновременно и в эквивалентных количествах.
Носителями электрического тока в полупроводнике с донорной примесью являются электроны, которые переходят с примесных уровней в зону проводимости. Следовательно, проводимость имеет электронный характер, а вещество с такой проводимостью называется полупроводником п-типа.
Носителями электрического тока в жидкостях являются ионы, которые образуются при распаде (диссоциации) молекул.
Носителями электрического тока в проводниках первого рода являются электроны, в проводниках второго рода - ионы. При этом отрицательные ионы и электроны движутся к положительному полюсу источника тока, а положительно заряженные ионы - к отрицательному полюсу. Электрический ток может быть постоянным и переменным.
Концентрацию носителей электрического тока (электронов и дырок) можно изменять, воздействуя па полупроводник светом, частота которого достаточна для того, чтобы переводить электроны из валентной зоны в зону проводимости. При включении источника света концентрация носителей начинает увеличиваться, приближаясь к новому - большему - значению. При выключении света она уменьшается до прежней величины. Время установления нового значения (или возврата к старому) сильно меняется от образца к образцу. Это происходит потому, что указанное время зависит не только от количества донорных и акцепторных примесей в полупроводнике, но и от количества и вида имеющихся в кристалле дефектов. Дефекты играют для электронов и дырок роль ловушек и существенно убыстряют рекомбинацию: от - 10 - 2 с в очень чистых и тщательно изготовленных: образцах до 10-в с в образцах худшего качества.
В случае неионных кристаллов носители электрического тока имеют несколько иную природу. Тепловое движение ионизует отдельные нейтральные атомы или молекулы и вырывает из них электроны. Последние движутся вдоль решетки.
Согласно зонной теории проводимости носителями электрического тока в твердых телах являются электроны зоны проводимости.
Эффект Томсона заключается в передаче теплоты носителями электрического тока при неравномерном нагреве проводника.
Эффект Томсона заключается в переносе тепла носителями электрического тока. Он может быть положительным или отрицательным и приводит к смещению максимума температуры в контакте от середины: при положительном эффекте максимум смещается в направлении переноса тока, при отрицательном - в противоположном направлении.
Носители электрического заряда представляют собой физические частицы либо квазичастицы обладающие подвижностью несущие электрический заряд и способные обеспечивать прохождение тока в данной среде. В зависимости от вещества носителями электрического заряда могут выступать различные частицы.
Например, в твердых телах, таких как различные металлы, носителями зарядов служат электроны. Принято считать, что электрон обладает отрицательным зарядом, величина которого составляет -1,602176565(35)·10-19 Кл. Этот заряд неделим, то есть раздробить его на более мелкие заряды нельзя. Так как величина заряда дискретна то общий заряд любого тела в целом будет кратен целому числу элементарных зарядов. В нашем случае заряду электрона.
Рисунок —
Если рассматривать газы как среду, в которой протекает электрический ток, то носителями зарядов в них будут наряду с электронами еще и ионы. В отличие от электронов ионы могут быть как положительными, так и отрицательными. Ион в простейшем случае это атом вещества, потерявший свой либо получивший чужой электрон. Если атом потерял электрон, то он стал положительным ионом.
Рисунок —
Так как изначально заряд атома в целом был равен нулю. То есть положительные заряды внутри атома равны по величине отрицательным. То при потере одного электрона в атоме остается не скомпенсированным один положительный заряд и атом в целом становится положительным ионом.
Отрицательный ион по аналогии атом с лишним электроном. То есть изначально электрически нейтральный атом получает лишний электрон и его суммарный отрицательный заряд становится больше положительного.
Еще один вид носителя зарядов это так называемые дырки. Они существуют в полупроводниках. Это вид носителя зарядов называется квазичастицей. Так как он как бы не существует, как частица, но при этом обладает всеми ее свойствами. Дырка это атом полупроводника, у которого в валентной зоне отсутствует электрон. То есть существует вакансия, которую мажет занять другой электрон.
Рисунок —
Атом с вакансией сам не перемещается внутри полупроводника. Так как он привязан к кристаллической решётке. Но вот вакансия может перемещаться по решётке полупроводника. Происходит это так. Вакансия в данном атоме занимается электронном из валентной зоны соседнего атома. Таки образом дырка перемещается из данного атома в соседний. В целом создается видимость, будто перемещается дырка, то есть атом с вакансией, хотя на самом деле движется только электрон.
Постоянный электрический ток возникает, если имеется электрическое поле (разность потенциалов) и свободные носители зарядов: положительные и отрицательные частицы или квазичастицы. Атом не может быть свободным носителем заряда, он электрически нейтрален; но если электрон или несколько электронов покинут свои орбиты, появляются отрицательные и положительные носители заряда. Чтобы оторвать электрон от атома, нужно приложить энергию; это может быть тепловая, электрическая, механическая энергия, химическая реакция.
Строение атома влияет на электропроводность вещества
Атом – это массивное положительное ядро и электронное облако. По законам микромира, электронное облако атома не может быть однородным и хаотичным. Оно разделено на так называемые оболочки, где строго соблюдается иерархия квантовых состояний.
Свойства атома зависят от того, сколько электронов имеется на внешней оболочке. Полностью заполнена внешняя электронная оболочка у инертных газов. В нормальных условиях они не проводят ток. Но если создать особые условия (пониженное давление, высокое электрическое напряжение), атомы теряют электроны, и возникает электрический ток.
Атомы металлов имеют на внешней оболочке от одного до трех электронов, и эти внешние электроны внутри кристаллической решетки металла легко «слетают» со своих орбит и образуют «электронный газ», обеспечивающий хорошую электропроводность металлов.
Для возникновения электрического тока в металле не надо никаких дополнительных условий: электронный газ реагирует на малейшее электрическое напряжение, измеряемое милливольтами, микровольтами. Притом металлы пригодны и для передачи больших токов и напряжений.
Элементы, имеющие более трех электронов на внешней оболочке, относятся к неметаллам, причем наличие четырех электронов придает элементам особый переходной статус. Они проводят ток, но значительно слабее, чем металлы, и механизм проводимости и них отличается от «металлического».
Неметаллы, имеющие пять и более электронов на внешней оболочке, образуют группу диэлектриков. Их проводимость в нормальных условиях, при небольших напряжениях очень мала. Среди них есть вещества, из которых делают надежные изоляторы. Однако для каждого изолятора указывают электрическую прочность: максимальное напряжение, которое он может выдержать. Превышение этого напряжения ведет к пробою изолятора: электроны срываются с орбит, атомы разрушаются, и в диэлектрике появляется канал с высокой электропроводностью.
Электроны, протоны, ионы
Частицы, несущие отрицательный заряд – это электроны. Положительный заряд имеют протоны. Заряды электронов и протонов противоположны по знаку, но в точности равны по величине. А вот по массе эти частицы сильно различаются: протоны тяжелее электронов в 1800 раз.
Подвижные, юркие электроны являются свободными носителями заряда во многих веществах: металлах, полупроводниках, в газообразных средах.
Протоны, как отдельные частицы, являются свободными носителями заряда только в высокотемпературной плазме. В привычных нам условиях положительно заряженные носители свободного заряда существуют в виде ионов. Ион – это атом или группа атомов, у которых меньше электронов в электронном облаке, чем протонов в ядрах.
Ионы могут быть свободными носителями заряда в жидких и газообразных средах. В твердом теле ионизированные атомы прочно удерживаются кристаллической решеткой.
Проводимость металлов: электронный газ
Кристаллическая решетка металла создает внутренние силы, способствующие тому, чтобы электроны с внешних оболочек покидали «свое» ядро. Для их перехода в свободное состояние, переход в зону проводимости, не требуется дополнительных усилий.
Если к металлическому предмету приложить электрическое поле – потечет ток. Электрический ток – это суммарный электрический заряд, проходящий через сечение проводящего тела за секунду.
Электроны приходят в движение по всей длине проводника, измеренные значения тока одинаковы в любом сечении.
Отметим, что ток мгновенно возникает во всем проводнике благодаря распространению электрического поля, но свободные носители заряда, электроны, продвигаются весьма медленно.
При малых напряжениях они еле бредут, наталкиваясь на ядра атомов, их тепловое движение гораздо интенсивнее, чем упорядоченное перемещение к положительному электроду.
Если металл нагревать, ток уменьшится. Это оттого что тепловое движение самих электронов и кристаллической решетки замедляет упорядоченное движение электронов, иными словами, при повышении температуры электрическое сопротивление металл увеличивается, а его проводимость уменьшается.
Электрический ток повышает температуру металла, с этим связан первоначальный скачок тока в проводнике и последующее его снижение. Холодный металл имеет небольшое сопротивление и пропускает значительный ток; но этот ток нагревает металл, сопротивление растет, ток уменьшается.
Электрический ток в полупроводниках
Вещества со слабой проводимостью, являющиеся плохими проводниками и плохими изоляторами, приобрели особое значение в эру электроники. Такие вещества назвали полупроводниками. У них большое электрическое сопротивление, при подаче напряжения возникает малый ток. При повышении температуры этот ток возрастает, поскольку при нагреве кристаллической решетки электроны легче покидают свои орбиты.
Ток в газоразрядных лампах
Атомы инертных газов прочны, не склонны вступать в химическую реакцию и отдавать электроны. Но под воздействием электрического поля электронное облако деформируется, вытягивается… и некоторые электроны слетают с орбит.
Если бы проводимость инертных газов определялась только этими электронами, слетевшими с орбит под действием электрического поля, то газоразрядные лампы не светились бы при сравнительно небольших электрических напряжениях. Но электронов проводимости в аргоновых, неоновых, гелиевых лампах значительно больше!
Электроны, получившие свободу, разгоняются под действием электрического поля и налетают на нейтральные атомы, при этом нередко происходит «выбивание» новых электронов с орбиты.
Эти новые электроны тоже разгоняются и способствуют ионизации новых атомов. Процесс приобретает характер лавины, ток практически мгновенно возрастает.
В газоразрядной лампе есть и отрицательные носители заряда (это электроны), и положительные (ионизированные атомы). Ионы движутся к отрицательному электроду и нейтрализуются, получая недостающие электроны; электроны летят к положительному электроду.
Лавинообразное возрастание числа свободных электронов происходит и в воздухе во время грозового разряда.
Электрический ток в жидкостях. Электролиз.
Жидкости бывают проводящие электрический ток и непроводящие. Машинное масло не имеет электропроводности, не проводят ток бензин и керосин. А вот вода – неплохой проводник электрического тока, и чем больше в ней растворено солей, тем меньше ее сопротивление.
Дистиллированная вода имеет небольшое количество свободных зарядов, поскольку малая доля молекул воды находятся в «разобранном состоянии»: положительно заряженный ион водорода (фактически, просто протон), и отрицательно заряженная группа из атомов водорода и кислорода, имеющая на орбите «лишний» электрон.
Если в сосуд с водой погрузить электроды, то начнется выделение пузырьков газа. Это происходит так: ионы водорода перемещаются к отрицательному электроду, там протон получает электрон для своей оболочки, появляется полноценный атом, который воссоединяется с другим атомом водорода, образуя молекулу. Газообразный водород выделяется из воды.
Группы (ОН-) – ионизированная пара атомов кислорода и водорода – движутся к положительному электроду. Там они теряют лишний электрон, и либо захватывают у другой группы атом водорода и превращаются в молекулу воды, либо распадаются – водород дополняет другую молекулу воды, а атом кислорода воссоединяется с другим таким же и всплывает наверх. Так при электролизе воды получаются кислород и водород.
Чистая, дистиллированная вода слабо проводит ток. Но если в ней растворена обычная поваренная соль, проводимость возрастает в несколько раз. Молекулы соли в водном растворе распадаются на ионы: положительный натрий и отрицательный хлор. Прохождение тока сопровождается выделением чистого натрия на отрицательном электроде, и ядовитого газа хлора – на положительном электроде.
Электролиз играет большую роль в промышленности: его применяют для покрытия предметов металлической пленкой, для получения чистых металлов. Но это вредное производство, оно влияет на здоровье рабочих и на состояние окружающей природы. В последнее время его вытесняют другие технологии, более совершенные.
1. Ионизация, ее сущность и виды.
Первым условием существования электрического тока является наличие свободных носителей заряда. В газах они возникают в результате ионизации. Под действием факторов ионизации от нейтральной частицы отделяется электрон. Атом становится положительным ионом. Таким образом, возникает 2 типа носителей заряда: положительный ион и свободный электрон. Если электрон присоединится к нейтральному атому, то возникает отрицательный ион, т.е. третий тип носителей заряда. Ионизированный газ называют проводником третьего рода. Здесь возможно 2 типа проводимости: электронная и ионная. Одновременно с процессами ионизации идет обратный процесс- рекомбинация. Для отделения электрона от атома надо затратить энергию. Если энергия поводится извне, то факторы способствующие ионизации, называются внешними (высокая температура, ионизирующее излучение, у/ф излучение, сильные магнитные поля). В зависимости от факторов ионизации, ее называют термоионизацией, фотоионизацией. Также ионизация может быть вызвана механическим ударом. Факторы ионизации делятся на естественные и искусственные. Естественная вызвана излучением Солнца, радиоактивным фоном Земли. Кроме внешней ионизацией есть внутренняя. Ее делят на ударную и ступенчатую.
Ударная ионизация.
При достаточно высоком напряжении, электроны разогнанные полем до больших скоростей, сами становятся источником ионизации. При ударе такого электрона о нейтральный атом происходит выбивание электрона из атома. Это происходит, когда энергия электрона, вызывающего ионизацию, превышает энергию ионизации атома. Напряжение между электродами должно быть достаточным для приобретения электроном нужной энергии. Это напряжение называется ионизационным. Для каждого имеет свое значение.
Если энергия движущегося электрона меньше, чем это необходимо, то при ударе происходит лишь возбуждение нейтрального атома. Если движущийся электрон сталкивается с предварительно возбужденным атомом, то происходит ступенчатая ионизация.
2. Несамостоятельный газовый разряд и его вольт-амперная характеристика.
Ионизация приводит к выполнению первого условия существования тока, т.е. к появлению свободных зарядов. Для возникновения тока необходимо наличие внешней силы, которая заставит заряды двигаться направленно, т.е. необходимо электрическое поле. Электрический ток в газах сопровождаются рядом явлений: световых, звуковых, образование озона, окислов азота. Совокупность явлений сопровождающих прохождением тока через газ- газовый разряд . Часто газовым разрядом называют сам процесс прохождения тока.
Разряд называется несамостоятельным, если он существует только во время действия внешнего ионизатора. В этом случае после прекращения действия внешнего ионизатора не образуются новые носители заряда, и ток прекращается. При несамостоятельном разряде токи имеют по величине небольшое значение, а свечение газа отсутствует.
Самостоятельный газовый разряд, его виды и характеристика.
Самостоятельный газовый разряд - это разряд, который может существовать после прекращения действия внешнего ионизатора, т.е. за счет ударной ионизации. В этом случае наблюдается световые и звуковые явления, сила тока может значительно увеличиваться.
Виды самостоятельного разряда:
1. тихий разряд -следует непосредственно за несамостоятельным, сила тока не превышает 1 мА, звуковых и световых явлений нет. Применяется в физиотерапии, счетчиках Гейгера - Мюллера.
2. тлеющий разряд . При увеличении напряжения тихий переходит в тлеющий. Он возникает при определенном напряжении - напряжении зажигания. Оно зависит от вида газа. У неона 60-80 В. Также зависит от давления газа. Тлеющий разряд сопровождается свечением, оно связано с рекомбинацией, идущей с выделением энергии. Цвет также зависит от вида газа. Применяется в индикаторных лампах (неоновых, у/ф бактерицидных, осветительных, люминесцентных).
3. дуговой разряд. Сила тока 10 - 100 А. Сопровождается интенсивным свечением, температура в газоразрядном промежутке достигает нескольких тысяч градусов. Ионизация достигает почти 100%. 100% ионизированный газ - холодная газовая плазма. У нее хорошая проводимость. Применяется в ртутных лампах высокого и сверхвысокого давления.
4. Искровой разряд - это разновидность дугового. Это разряд импульсно - колебательного характера. В медицине применяется воздействие высокочастотных колебаний.При большой плотности тока наблюдаются интенсивные звуковые явления.
5. коронный разряд . Это разновидность тлеющего разряда Он наблюдается в местах где происходит резкое изменение напряженности электрического поля. Здесь возникает лавина зарядов и свечение газов - корона.
Темы кодификатора ЕГЭ : носители свободных электрических зарядов в газах.
При обычных условиях газы состоят из электрически нейтральных атомов или молекул; свободных зарядов в газах почти нет. Поэтому газы являются диэлектриками - электрический ток через них не проходит.
Мы сказали «почти нет», потому что на самом деле газах и, в частности, в воздухе всегда присутствует некоторое количество свободных заряженных частиц. Они появляются в результате ионизирующего воздействия излучений радиоактивных веществ, входящих в состав земной коры, ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца, а также космических лучей - потоков частиц высокой энергии, проникающих в атмосферу Земли из космического пространства. Впоследствии мы вернёмся к этому факту и обсудим его важность, а сейчас заметим лишь, что в обычных условиях проводимость газов, вызванная «естественным» количеством свободных зарядов, пренебрежимо мала, и её можно не принимать во внимание.
На изолирующих свойствах воздушного промежутка основано действие переключателей в электрических цепях (рис. 1 ). Например, небольшого воздушного зазора в выключателе света оказывается достаточно, чтобы разомкнуть электрическую цепь в вашей комнате.
Рис. 1. Ключ
Можно, однако, создать такие условия, при которых электрический ток в газовом промежутке появится. Давайте рассмотрим следующий опыт.
Зарядим пластины воздушного конденсатора и подсоединим их к чувствительному гальванометру (рис. 2 , слева). При комнатной температуре и не слишком влажном воздухе гальванометр не покажет заметного тока: наш воздушный промежуток, как мы и говорили, не является проводником электричества.
Рис. 2. Возникновение тока в воздухе
Теперь внесём в зазор между пластинами конденсатора пламя горелки или свечи (рис. 2 , справа). Ток появляется! Почему?
Свободные заряды в газе
Возникновение электрического тока между пластинами кондесатора означает, что в воздухе под воздействием пламени появились свободные заряды . Какие именно?
Опыт показывает, что электрический ток в газах является упорядоченным движением заряженных частиц трёх видов . Это электроны , положительные ионы и отрицательные ионы .
Давайте разберёмся, каким образом эти заряды могут появляться в газе.
При увеличении температуры газа тепловые колебания его частиц - молекул или атомов - становятся всё интенсивнее. Удары частиц друг о друга достигают такой силы, что начинается ионизация - распад нейтральных частиц на электроны и положительные ионы (рис. 3 ).
Рис. 3. Ионизация
Степенью ионизации называется отношение числа распавшихся частиц газа к общему исходному числу частиц. Например, если степень ионизации равна , то это означает, что исходных частиц газа распалось на положительные ионы и электроны.
Степень ионизации газа зависит от температуры и резко возрастает с её увеличением. У водорода, например, при температуре ниже степень ионизации не превосходит , а при температуре выше степень ионизации близка к (то есть водород почти полностью ионизирован (частично или полностью ионизированный газ называется плазмой )).
Помимо высокой температуры имеются и другие факторы, вызывающие ионизацию газа.
Мы их уже вскользь упоминали: это радиоактивные излучения, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи, космические частицы. Всякий такой фактор, являющийся причиной ионизации газа, называется ионизатором .
Таким образом, ионизация происходит не сама по себе, а под воздействием ионизатора.
Одновременно идёт и обратный процесс - рекомбинация , то есть воссоединение электрона и положительного иона в нейтральную частицу (рис. 4 ).
Рис. 4. Рекомбинация
Причина рекомбинации проста: это кулоновское притяжение противоположно заряженных электронов и ионов. Устремляясь навстречу друг другу под действием электрических сил, они встречаются и получают возможность образовать нейтральный атом (или молекулу - в зависимости от сорта газа).
При неизменной интенсивности действия ионизатора устанавливается динамическое равновесие: среднее количество частиц, распадающихся в единицу времени, равно среднему количеству рекомбинирующих частиц (иными словами, скорость ионизации равна скорости рекомбинации).Если действие ионизатора усилить (например, повысить температуру), то динамическое равновесие сместится в сторону ионизации, и концентрация заряженных частиц в газе возрастёт. Наоборот, если выключить ионизатор, то рекомбинация начнёт преобладать, и свободные заряды постепенно исчезнут полностью.
Итак, положительные ионы и электроны появляются в газе в результате ионизации. Откуда же берётся третий сорт зарядов - отрицательные ионы? Очень просто: электрон может налететь на нейтральный атом и присоединиться к нему! Этот процесс показан на рис. 5 .
Рис. 5. Появление отрицательного иона
Образованные таким образом отрицательные ионы будут участвовать в создании тока наряду с положительными ионами и электронами.
Несамостоятельный разряд
Если внешнего электрического поля нет, то свободные заряды совершают хаотическое тепловое движение наряду с нейтральными частицами газа. Но при наложении электрического поля начинается упорядоченное движение заряженных частиц - электрический ток в газе .
Рис. 6. Несамостоятельный разряд
На рис. 6 мы видим три сорта заряженных частиц, возникающих в газовом промежутке под действием ионизатора: положительные ионы, отрицательные ионы и электроны. Электрический ток в газе образуется в результате встречного движения заряженных частиц: положительных ионов - к отрицательному электроду (катоду), электронов и отрицательных ионов - к положительному электроду (аноду) .
Электроны, попадая на положительный анод, направляются по цепи к «плюсу» источника тока. Отрицательные ионы отдают аноду лишний электрон и, став нейтральными частицами, возвращаются в обратно газ; отданный же аноду электрон также устремляется к «плюсу» источника. Положительные ионы, приходя на катод, забирают оттуда электроны; возникший дефицит электронов на катоде немедленно компенсируется их доставкой туда с «минуса» источника. В результате этих процессов возникает упорядоченное движение электронов во внешней цепи. Это и есть электрический ток, регистрируемый гальванометром.
Описанный процесс, изображённый на рис. 6 , называется несамостоятельным разрядом в газе. Почему несамостоятельным? Потому для его поддержания необходимо постоянное действие ионизатора. Уберём ионизатор - и ток прекратится, поскольку исчезнет механизм, обеспечивающий появление свободных зарядов в газовом промежутке. Пространство между анодом и катодом снова станет изолятором.
Вольт-амперная характеристика газового разряда
Зависимость силы тока через газовый промежуток от напряжения между анодом и катодом (так называемая вольт-амперная характеристика газового разряда ) показана на рис. 7 .
Рис. 7. Вольт-амперная характеристика газового разряда
При нулевом напряжении сила тока, естественно, равна нулю: заряженные частицы совершают лишь тепловое движение, упорядоченного их движения между электродами нет.
При небольшом напряжении сила тока также мала. Дело в том, что не всем заряженным частицам суждено добраться до электродов: часть положительных ионов и электронов в процессе своего движения находят друг друга и рекомбинируют.
С повышением напряжения свободные заряды развивают всё большую скорость, и тем меньше шансов у положительного иона и электрона встретиться и рекомбинировать. Поэтому всё большая часть заряженных частиц достигает электродов, и сила тока возрастает (участок ).
При определённой величине напряжения (точка ) скорость движения зарядов становится настолько большой, что рекомбинация вообще не успевает происходить. С этого момента все заряженные частицы, образованные под действием ионизатора, достигают электродов, и ток достигает насыщения - а именно, сила тока перестаёт меняться с увеличением напряжения. Так будет происходить вплоть до некоторой точки .
Самостоятельный разряд
После прохождения точки сила тока при увеличении напряжения резко возрастает - начинается самостоятельный разряд . Сейчас мы разберёмся, что это такое.
Заряженные частицы газа движутся от столкновения к столкновению; в промежутках между столкновениями они разгоняются электрическим полем, увеличивая свою кинетическую энергию. И вот, когда напряжение становится достаточно большим (та самая точка ), электроны за время свободного пробега достигают таких энергий, что при соударении с нейтральными атомами ионизируют их! (С помощью законов сохранения импульса и энергии можно показать, что именно электроны (а не ионы), ускоряемые электрическим полем, обладают максимальной способностью ионизировать атомы.)
Начинается так называемая ионизация электронным ударом . Электроны, выбитые из ионизированных атомов, также разгоняются электрическим полем и налетают на новые атомы, ионизируя теперь уже их и порождая новые электроны. В результате возникающей электронной лавины число ионизированных атомов стремительно возрастает, вследствие чего быстро возрастает и сила тока.
Количество свободных зарядов становится таким большим, что необходимость во внешнем ионизаторе отпадает. Его можно попросту убрать. Свободные заряженные частицы теперь порождаются в результате внутренних процессов, происходящих в газе - вот почему разряд называется самостоятельным.
Если газовый промежуток находится под высоким напряжением, то для самостоятельного разряда не нужен никакой ионизатор. Достаточно в газе оказаться лишь одному свободному электрону, и начнётся описанная выше электронная лавина. А хотя бы один свободный электрон всегда найдётся!
