Ионные приборы

электронами и ионами при электрическом разряде в газовой среде. Баллоны

этих приборов наполняют инертными газами, водородом или парами ртути.
Иные приборы применяются в качестве выпрямителей для выпрямления переменного тока (игнитроны, тиратроны, ртутные вентили), стабилизаторов напряжения (стабилитроны), коммутаторов в слаботочных цепях, защитных элементов от перенапряжений и грозовых разрядов (разрядники), индикаторов (газоразрядные индикаторы) и др.

приборы во многом напоминают электронные лампы. В корпусе заполненным газом,

помещаются электроды, число которых зависит от назначения и вида ионного прибора.

и катод, конструкция которых так же, как и в электронной

лампе, зависит от типа прибора и его назначения. В соответствии с этим условное графическое обозначение ионных приборов напоминает обозначение электронных ламп с небольшим отличием в графическом обозначении электродов.

Электрический разряд в газе — это совокупность явлений, сопровождающих прохождение

электрического тока через газ (или пар). При таком разряде происходит несколько основных процессов:
1. Возбуждение атомов.
2. Ионизация атомов.
3. Рекомбинация электронов.

то они при своем движении неизбежно сталкиваются с атомами или

молекулами газа. В результате этих столкновений может быть нарушена устойчивость системы атома или молекулы
Для того чтобы произошло возбуждение атома, ударяющий электрон должен иметь определенную энергию, так называемую энергию возбуждения, например за счет напряжения возбуждения Ud.

достаточно для возбуждения. Если ударяющий электрон обладает достаточным запасом кинетической

энергии, то может произойти отрыв электрона и вместо нейтрального атома образуется положительный ион и свободный электрон. При соударении с нейтральным атомом электрона, имеющего малую кинетическую энергию, может произойти сцепление электрона с нейтральным атомом. В этом случае будет образован отрицательный ион. Вероятность образования отрицательных ионов зависит не только от скорости ударяющего электрона, но и от природы газа.

— воссоединение ионов и электронов в нейтральные атомы. Положительные ионы

и электроны совершают в газе беспорядочное (тепловое) движение и, приближаясь друг к другу, могут соединяться, образуя нейтральный атом. Этому способствует взаимное притяжение между разноименно заряженными частицами. Восстановление нейтральных атомов называется рекомбинацией

получившиеся после ионизации, имеют в сумме энергию большую, чем нейтральный

атом. Поэтому рекомбинация сопровождается выделением лучистой энергии. Обычно при этом наблюдается свечение газа.
В зависимости от степени ионизации газа, приложенного напряжения и тока, протекающего через него, различают следующие виды разрядов: темный (тихий), тлеющий, дуговой, искровой, высокочастотный, коронный.
Если разряд поддерживается внешним ионизатором (например, термоэлектронная эмиссия накаливаемого катода, лучи света, радиоактивное излучение и т.д.), то разряд называют несамостоятельным. Если разряд существует без воздействия первоначального ионизатора, то такой разряд называют самостоятельным.

способа управления разрядом, силы испускания тока, классифицируются по следующим признакам:

По типу катода:
С холодным катодом — разряд поддерживается без затрат энергии внешнего источника на ионизацию и относится к приборам с самостоятельным разрядом (в данных газоразрядных приборах не затрачивается энергия на разогрев катода);

подогрева катода, конструктивно выполненного, как и в электронной лампе с

подогретым катодом и относящийся к приборам с несамостоятельным разрядом.

характеризуется начальной ионизацией газовой среды при незаметном свечении;
Дуговой разряд

— газоразрядные приборы с подогретым катодом (газотроны тиратроны и др.) имеют накаливаемый катод и наполняются инертным газом или парами ртути при давлении порядка десятых долей ГПа; газоразрядные приборы с холодным катодом имеют жидкометаллический катод (ртутные выпрямители, экстроны и др.) либо само накаливаемый катод (аркотроны);
Тлеющий разряд — газоразрядные приборы с холодным катодом при давлении газа несколько десятков гПа (стабилитроны, тиратроны и т.д.);
Искровой разряд — газоразрядные приборы с одинаковыми по конструкции холодными электродами при давлении газа внутри болона порядка сотен паскалей (искровые разрядники).
Коронный разряд — газоразрядные приборы с сильной неоднородностью электрического поля, разряд возникает лишь в области, примыкающей к аноду, при давлении газа внутри болона порядка сотен гПа (стабилитроны и др.).

Управляемые — содержат 3 и более электродов.

широком использовании этих приборов в различных электронных устройствах.

На железнодорожном транспорте

в устройствах автоматики и телемеханики применяются газоразрядные приборы с самостоятельным тлеющим разрядом — стабилитроны, неоновые лампы, тиратроны, разрядники и т.д.