ماهیت تخلیه جرقه‌ای
دو الکترود کروی را به
باتری از
خازنها وصل می کنیم و به کمک یک
ماشین ویمچورست شروع به پر کردن خازن ها می کنیم. در فرایند پر کردن خازن
اختلاف پتاسیل الکتریکی بین الکترودها افزایش می‌یابد و
شدت میدان الکتریکی در گاز نیز زیاد می‌شود. تا وقتی که شدت میدان الکتریکی زیاد نیست تغییری در گاز مشاهده نمی‌شود، ولی در شدت میدان الکتریکی به قدر کافی زیاد در حدود 3 بین الکترودها جرقه الکتریکی ظاهر می‌شود که به صورت خط شکسته بسیار روشن خیره کننده‌ای دو الکترود را به هم وصل می‌کند.
در نزدیکی جرقه ، گاز تا دمای بالایی گرم و ناگهان منبسط می‌شود، که
موجهای صوتی تولید می‌کند. در این آزمایش خازنها برای قویتر کردن جرقه بکار رفته‌اند. زیرا آنها فقط میزان
ولتاژ را بالا برده‌اند تا انرژی جرقه بالا و شعله آن قابل توجه باشد.
مشخصات تخلیه جرقه‌ای
وقتی که تخلیه جرقه‌ای جرقه زنی گاز ظاهر می‌شود گاز بطور ناگهانی (جهشی) خواص دی الکتریکی‌اش را از دست می‌دهد و رسانای خوبی می‌شود. شدت میدانی که در آن جرقه زنی گاز مشاهده می‌شود، برای گازهای مختلف مقادیر متفاوت دارد و به حالت آنها ، فشار و دما وابسته است. برای ولتاژ معین بین الکترودها هر چه فاصله بین الکترودها بیشتر باشد شدت میدان کمتر است. بنابراین هر چه فاصله بین الکترودها بیشتر باشد برای جرقه زنی گاز ولتاژ بیشتری باید بین آنها برقرار باشد. این ولتاژ به ولتاژ جرقه زنی معروف است.
ولت سنج جرقه‌ای
اگر بستگی ولتاژ جرقه زنی با فاصله الکترودهایی با شکل معین را بدانیم، می‌توانیم ولتاژ نامعلوم را از روی ماکزیمم طول جرقه اندازه بگیریم. این اصل در ساختمان ولت سنج جرقه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد، که وسیله مناسبی برای ارزیابی تقریبی ولتاژهای بالاست مثلا در
دستگاه اشعه ایکس.
جرقه زنی با یونش برخوردی
در گاز همیشه چند تایی یون و
الکترون وجود دارند که بطور تصادفی تشکیل شده‌اند. ولی تعدادشان معمولا آنقدر کم است که گاز در عمل
الکتریسته را هدایت نمی‌کند. برای مقادیر به نسبت کوچک شدت میدان الکتریکی که برای بررسی رسانش القایی در گازها به کار می رود، برخورد بین یونهای متحرک در
میدان الکتریکی و مولکولهای خنثی گاز منشأ
برخورد الاستیک بین گلوله‌هاست.
در هر برخورد ذره متحرک بخشی از انرژیش را به ذره ساکن می‌دهد، هر دو ذره پس از برخورد با جهش از هم دور می‌شوند و در آنها تغییر داخلی روی نمی‌دهد. ولی اگر شدت میدان الکتریکی بیشتر باشد
انرژی جنبشی در برخورد متوالی در یون جمع می‌شود ممکن است مقداری را بدست آورد که برای
یونی کردن یک مولکول خنثی در برخورد کافی باشد. در نتیجه الکترون منفی و یون مثبت جدیدی تشکیل می‌شوند. این فرآیند به
یونش برخوردی معروف است و کاری که برای جدا کردن یک الکترون از اتم انجام می‌گیرد
پتاسیل یونش نامیده می‌شود. کار پتاسیل یونش (تابع کار مواد) به
ساختار اتمی بستگی دارد و از این رو برای اتمهای مختلف متفاوت است.
بهمن یونی منشأ تخلیه جرقه‌ای
الکترونها و یونهایی که در نتیجه یونش برخوردی تشکیل شده‌اند تعداد بارهای داخل گاز را افزایش می‌دهند. آنها به نوبه خود توسط میدان الکتریکی به حرکت می‌افتند و می‌توانند باعث یونش برخوردی در اتمهای جدید شوند. پس این فرأیند خودش را تقویت می‌کند و یونش در گاز خیلی زود زیاد می‌شود. این پدیده کاملا مشابه بهمن برف کوهستان است که گلوله برفی کوچکی می‌تواند سبب آن شود. به این دلیل توصیف اخیر را
بهمن یونی نامیده‌اند. بهمن یونی همان تخلیه جرقه‌ای است و ولتاژ مینیممی که در آن بهمن یونی ظاهر می‌شود ولتاژ جرقه زنی است. پس یونش گازی در جرقه زنی تقسیم اتمها و مولکولها به یونها در برخوردهاست. البته پیدایش تخلیه جرقه‌ای با تشکیل به اصطلاح شهابواره‌ها همراه است.
مباحث مرتبط با عنوان
