Gassutladning er en elektrisk utladning gjennom en gass. Gassutladninger finner sted når det er elektrisk ladde partikler til stede i gassen, og de settes i bevegelse av et elektrisk felt mellom to elektroder. Eksempler på gassutladninger er gnister og lyn.
Det er to klasser av gassutladninger som kalles uselvstendige og selvstendige gassutladninger.
Ved uselvstendig gassutladning dannes ioner i gassen ved påvirkning utenfra, for eksempel ved at gassen varmes opp av en flamme, utsettes for radioaktiv stråling, for ultrafiolett stråling eller ved at den negative elektroden, katoden, sender ut elektroner. Gassens ledningsevne (konduktans) er da som regel liten. Den er proporsjonal med antall ioner som er til stede i gassen. Ved å måle strømmen kan derfor ionetettheten bestemmes.
Fenomenet utnyttes i ionisasjonskammer, dosemeter med mer. Det utnyttes også i gassfylte elektronrør. Elektroner som frigjøres fra katoden, slår da løs nye elektroner fra gassmolekylene, og strømmen gjennom røret øker. Ioner med motsatte ladninger har en tendens til å slå seg sammen igjen, rekombineres, og hvis ionetettheten blir for stor, vil forholdsvis mange ioner rekombineres før de når frem til elektroden. Strømmen blir da ikke lenger proporsjonal med antall ioner som dannes, men nærmer seg en øvre grense som kalles metningsstrømmen.
Selvstendig gassutladning opptrer når en gass befinner seg i et elektrisk felt mellom to elektroder i et delvis evakuert rør. Da oppstår det en ioniseringsprosess som skyldes det elektrostatiske feltet i gassen. Også her startes utladningen ved en ionisasjon fremkalt av ytre årsaker, men straks et ion er dannet, vil det akselereres i feltet og får derved så mye energi at det kan forårsake ny ionisasjon og på den måten opprettholde strømmen.
Utladningens karakter avhenger sterkt av feltstyrke, gasstrykk og elektrodeavstand. Så lenge spenningen over elektrodene er lav, har man bare uselvstendig utladning, og strømmen er tilnærmet uavhengig av spenningen. Men når spenningen overskrider en viss grense, øker strømmen merkbart med spenningen samtidig med at gassen blir svakt lysende. Dette kalles mørk utladning eller (ved lave trykk) townsendutladning. Ved høye trykk er fenomenet best merkbart i sterke felt omkring spisser eller skarpe kanter hvor man i mørket kan se en svakt lysende ‘aura’, St. Elms ild.
Økes spenningen videre, får man en sterkt lysende utladning. Ved lave trykk brer den seg ut og fyller ofte hele rommet mellom elektrodene, glimutladning, mens man ved høyere trykk får en skarpt avgrenset bane som utladningen foregår langs, gnistutladning. Ved et trykk på omkring 10 kilopascal skifter utladningen gradvis karakter fra glim- til gnistutladning. Ved gnistutladning får bare et kort strømstøt (lyn, gnistoverslag).
Den minste spenning man må ha for å opprettholde en gassutladning er for edelgasser 80–150 volt, for luft 300–400 volt (avhengig av katode). Glimutladning foregår som regel ved et trykk mellom ca. 100 og 1000 pascal. Ved lavere trykk vil utladningen stort sett skyldes ioner og elektroner som sendes ut fra elektrodene. De beveger seg da rettlinjet gjennom røret og kan, om elektrodene lages med huller, også iakttas på baksiden av anoden (elektron- eller katodestråler) og bak katoden (kanalstråler av positive ioner).
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.