Электрическое поле от искрового разряда

[Aldaris]

Здравствуйте, возник такой вопрос. Представим себе заряженный высоковольтный конденсатор который разряжается через искровой промежуток, для простоты в вакууме. Для простоты процесс не колебательный и полностью разрежает конденсатор. Получается в течении времени разряда сама дуга будет иметь отрицательный заряд и будет источником электрического поля. Забуксовал с тем чтобы построить график мгновенного значения заряда дуги от времени ( примерная оценка). Количество зарядов покинувшее катод = количеству прибывших на анод, получается заряд равен току умноженному на время в свободном полете?
Поле этого разряда - условно это поле заряженной проволоки ?
Изменится ли качественно ситуация в воздухе? Появится конечно ионизация со всеми вытекающими, но нейтрализует ли это эффект собственного заряда дуги?
Спасибо.

[Mihr]

Aldaris, разряд искровой или дуговой? Вы уж определитесь.

Aldaris в сообщении #1615284 писал(а):

разряжается через искровой промежуток, для простоты в вакууме

Как возникает искра в вакууме?

[sergey zhukov]

Aldaris

Aldaris в сообщении #1615284 писал(а):

Количество зарядов покинувшее катод = количеству прибывших на анод, получается заряд равен току умноженному на время в свободном полете?

Да. Т.е. если у нас постоянный поток электронов образует ток $I$, то столько их в любой момент в промежутке между электродами.

[EUgeneUS]

Mihr в сообщении #1615295 писал(а):

разряд искровой или дуговой?

Вообще-то, искровой разряд - это частный случай дугового.

-- 30.10.2023, 20:30 --

sergey zhukov в сообщении #1615297 писал(а):

Да. Т.е. если у нас постоянный поток электронов образует ток $I$, то столько их в любой момент в промежутке между электродами.

Это в самой простой модели. А потом возникают вторичные электроны и ионы.

-- 30.10.2023, 20:33 --

Но сама постановка вопроса ТС неверна в корне

Цитата:

Искрово́й разря́д (и́скра электрическая) — нестационарная форма электрического разряда, происходящая в газах.

Цитата:

Электри́ческая дуга́ (во́льтова дуга́, дугово́й разря́д) — вид электрического разряда в газе, возникающий за счёт явления эмиссии электронов с разогретого катода.

Причем тут вакуум?

[Mihr]

EUgeneUS в сообщении #1615298 писал(а):

Вообще-то, искровой разряд - это частный случай дугового.

Этого я не понимаю. Искровой разряд - нестационарный, дуговой - стационарный. Каким образом один из них может быть частным случаем другого?

[мат-ламер]

Aldaris в сообщении #1615284 писал(а):

разряжается через искровой промежуток, для простоты в вакууме.

Давайте для ещё большей простоты рассмотрим воздух. Под действием электрического поля молекулы воздуха ионизируются. Затем ионы под действием поля начинают двигаться в разные стороны.

Aldaris в сообщении #1615284 писал(а):

Забуксовал с тем чтобы построить график мгновенного значения заряда дуги от времени

Не понял. Вам нужен график движения ионов? А зачем? (И, как сказали, не надо путать дугу с искрой). Напишите, для чего вам это вообще нужно? Может можно обойтись вообще без графика.

[Mihr]

мат-ламер в сообщении #1615317 писал(а):

Под действием электрического поля молекулы воздуха ионизируются.

Просьба к ТС: проигнорируйте этот текст.

[druggist]

EUgeneUS в сообщении #1615298 писал(а):

Причем тут вакуум?

Электроны из катода могут вырываться в вакуум за счет автоэлектронной эмиссии(в основном на неровностях поверхности, где поле больше ), но так полного разряда конденсатора не получится - поле ослабнет и автоэлектронная эмиссия прекратится(помочь может облучение катода, например, ультрафиолетом ) Если на катоде имеется развитая неровность типа микроострия, то из-за большой плотности тока автоэлектронов с микроострия оно разогревается , что дополнительно дает термоэмиссию, испаряется от разогрева и затем ионизуется, порождая искру или дугу в стационарном случае.

[EUgeneUS]

Mihr в сообщении #1615299 писал(а):

Этого я не понимаю. Искровой разряд - нестационарный, дуговой - стационарный. Каким образом один из них может быть частным случаем другого?

Искровой разряд не является стационарным по той простой причине, что мощности источника не хватает для поддержания стационарного разряда. То есть нестационарность - это скорее характеристика источника.

Можно, конечно, сказать, что дуговой разряд отличается от искрового тем, что электроды (в первую очередь катод) разогреваются, и возрастает термоэмиссия. Но в любом случае, любая дуга начинается с искрового разряда, когда\пока электроды холодные.

-- 31.10.2023, 07:41 --

druggist в сообщении #1615356 писал(а):

Если на катоде имеется развитая неровность типа микроострия, то из-за большой плотности тока автоэлектронов с микроострия оно разогревается , что дополнительно дает термоэмиссию, испаряется от разогрева и затем ионизуется, порождая искру или дугу в стационарном случае.

Как только что-то испарилось, вакуум закончился и начался разряд в газе.
Это всё к тому, что разрядов в вакууме не бывает
Термоэмиссионный ток бывает (в электровакуумных приборах), то его не принято называть "разрядом".

-- 31.10.2023, 07:45 --

Aldaris
Дискуссия ушла немного в сторону от Ваших вопросов.
Ответ на них короткий, простой, но вряд ли Вам поможет: да, распределение заряда по длине столба разряда может быть не нулевым и нетривиальным. Как это будет происходить в данном конкретном случае, зависит от типа разряда.

Что касается термоэмиссионного тока в вакууме, то там всегда ненулевая плотность заряда, так как в промежутке между анодом и катодом есть только электроны. Так они и реагируют на электрическое и магнитные поля, как электроны.

[Mihr]

(EUgeneUS)

EUgeneUS в сообщении #1615364 писал(а):

Искровой разряд не является стационарным по той простой причине, что мощности источника не хватает для поддержания стационарного разряда. То есть нестационарность - это скорее характеристика источника.

Не только. И самого разряда тоже. Момент и место появления искры довольно случайны. Дуга же "горит" стабильно.

EUgeneUS в сообщении #1615364 писал(а):

в любом случае, любая дуга начинается с искрового разряда

Это понятно. Но из того, что взрослый человек когда-то начинается с зародыша, не следует, что зародыш - частный случай взрослого человека (или наоборот).
Впрочем, похоже, это спор о словах, а не о сути.

[druggist]

EUgeneUS в сообщении #1615364 писал(а):

Это всё к тому, что разрядов в вакууме не бывает

Ну, вакуумная дуга - вполне "отстоявшийся" термин из физики газового разряда...

[EUgeneUS]

druggist
Термин-то есть такой. Но вот как он определяется, например, (болд мой)

Цитата:

Электрический разряд в вакууме это разряд функционирующий в парах материалов

Из какой-то методички УПИ по вакуумным разрядам.
То есть наличие такого термина никак не опровергает моего утверждения.

[druggist]

EUgeneUS в сообщении #1615421 писал(а):

То есть наличие такого термина никак не опровергает моего утверждения.

Вы хотите сказать, что наличие струи пара в вакуумном объеме приводит к исчезновению вакуума? Отнюдь не всегда) Вы знаете, что из себя представляет диффузионный вакуумный насос?

Если вы будете мерять давление в вакуумной камере, где "горит" дуговой разряд", то оно будет практически таким же, как и до инициирования дуги. Может немного увеличиться из-за газовыделения со стенок при увеличении температуры. Но вакуум при этом никак не "закончится")

[EUgeneUS]

druggist
Я хочу сказать, что в том объёме, который занимает струя пара, вакуум отсутствует.

Как указывалось выше, это спор о словах. Довольно неожиданный, если честно.
Так как использовал термин вакуум в общепринятом смысле - "пространство, свободное от вещества".
Для воникновения электрического разряда любого - дуги, искры, тлеющего разряда, коронного, всяких огней святого Эльма, и т.д. и т.п. - вещество критически необходимо. Ибо разряд есть плазма, а плазма - вещество.

Да, со словами "вакуум", "вакуумный" есть куча других терминов. И что?
Меня нисколько не удивляет, например, что разоразрядные трубки наполняют на вакуумном обородовании. Потому что к "вакуумному оборудованию" может быть отнесено любое оборудования для работы с давлениями ниже атмосферного.

[druggist]

EUgeneUS в сообщении #1615452 писал(а):

это спор о словах

Не просто о словах, а о физических терминах. Это не совсем идиотское занятие, если честно) Электрический разряд, процесс противоположный заряду(пространственному разделению зарядов), может происходить и без вещества, например, электронами(см. выше). Да и плазма это не обязательно вещество, например, электрон-позитронная