Номер 10, страница 319 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

10. При каких условиях возникает коронный разряд?

Коронный разряд — это тип самостоятельного электрического разряда в газе, который возникает в резко неоднородных электрических полях. Он наблюдается в виде светящейся области (короны) вокруг электродов с малой кривизной поверхности (например, острия или тонкие провода). В отличие от искрового или дугового разряда, коронный разряд не перекрывает весь межэлектродный промежуток, а существует лишь в ограниченной области, где напряженность электрического поля максимальна.

Для возникновения коронного разряда необходимо соблюдение следующих условий:

1. Наличие газовой среды. Разряд происходит в газе, чаще всего в воздухе при атмосферном или близком к нему давлении.

2. Высокое напряжение. Между электродами должна быть приложена достаточно большая разность потенциалов, чтобы создать сильное электрическое поле.

3. Резко неоднородное электрическое поле. Это ключевое условие. Поле должно быть значительно сильнее у одного из электродов по сравнению с остальным пространством. Такая ситуация создается, когда один или оба электрода имеют малый радиус кривизны: это могут быть острия, тонкие провода, острые кромки. Вокруг таких электродов силовые линии электрического поля сгущаются, и напряженность поля $\text{E}$ резко возрастает.

4. Превышение критической напряженности поля. Напряженность электрического поля $\text{E}$ вблизи поверхности электрода с малым радиусом кривизны должна превысить определенное критическое значение, называемое диэлектрической прочностью газа. Для воздуха при нормальных условиях это значение составляет примерно $E_{крит} \approx 3 \cdot 10^6$ В/м.

Механизм возникновения разряда следующий: в области сильного поля свободные электроны, всегда присутствующие в газе, ускоряются до энергий, достаточных для ионизации молекул газа при столкновении (ударная ионизация). Это приводит к образованию электронных лавин. Однако, по мере удаления от электрода, напряженность поля быстро падает, и лавины затухают. В результате ионизация и свечение газа (корона) происходят только в тонком слое, прилегающем к электроду.

Ответ: Коронный разряд возникает в газе (например, в воздухе при атмосферном давлении) при наличии высокого напряжения и резко неоднородного электрического поля, которое создается у электродов с малой кривизной поверхности (острия, провода). При этом напряженность поля у поверхности такого электрода должна превышать диэлектрическую прочность газа.