Apakah arus elektrik dalam vakum?
Pergi ke rumah
Pergerakan zarah bebas bercas yang terhasil daripada pelepasan dalam vakum di bawah pengaruh medan elektrik
Penerangan
Untuk mendapatkan arus elektrik dalam vakum, kehadiran pembawa bebas adalah perlu. Mereka boleh diperolehi melalui pelepasan elektron oleh logam - pelepasan elektron (dari bahasa Latin emissio - pelepasan).
Seperti yang diketahui, pada suhu biasa elektron dikekalkan di dalam logam, walaupun pada hakikatnya ia mengalami pergerakan haba. Akibatnya, berhampiran permukaan terdapat daya yang bertindak ke atas elektron dan diarahkan ke dalam logam. Ini adalah daya yang terhasil daripada tarikan antara elektron dan ion positif dalam kekisi kristal. Akibatnya, medan elektrik muncul di lapisan permukaan logam, dan potensi, apabila bergerak dari ruang luar ke dalam logam, meningkat dengan jumlah tertentu Dj. Sehubungan itu, tenaga keupayaan elektron berkurangan sebanyak e Dj. Pengagihan tenaga berpotensi
elektron U untuk logam terkurung ditunjukkan dalam Rajah. 1.
Rajah tenaga keupayaan elektron U dalam logam terkurung
nasi. 1
Di sini W0 ialah aras tenaga elektron dalam keadaan diam di luar logam, F ialah aras Fermi (nilai tenaga di bawahnya di mana semua keadaan sistem zarah (fermion) diduduki pada sifar mutlak), E c ialah tenaga terendah bagi elektron pengaliran (bahagian bawah jalur pengaliran). Taburan mempunyai bentuk telaga berpotensi, kedalamannya e Dj =W 0 - E c (afiniti elektron); Ф = W 0 - F - fungsi kerja termionik (fungsi kerja).
Syarat untuk elektron meninggalkan logam: W i W 0, di mana W ialah jumlah tenaga elektron di dalam logam. Pada suhu bilik
keadaan ini dipenuhi hanya untuk bahagian elektron yang tidak penting, yang bermaksud bahawa untuk meningkatkan bilangan elektron yang meninggalkan logam, perlu menghabiskan beberapa kerja, iaitu, untuk memberikan mereka tenaga tambahan yang mencukupi untuk merobeknya. daripada logam, memerhatikan pelepasan elektron: apabila memanaskan logam - termionik, apabila dibombardir oleh elektron atau ion - sekunder, apabila diterangi - pelepasan foto.
Jika elektron yang dipancarkan oleh logam panas dipercepatkan oleh medan elektrik, ia membentuk arus. Arus elektron sedemikian boleh diperolehi dalam vakum, di mana perlanggaran dengan molekul dan atom tidak mengganggu pergerakan elektron.
Untuk memerhatikan pelepasan termionik, lampu berongga yang mengandungi dua elektrod boleh digunakan: satu dalam bentuk wayar yang diperbuat daripada bahan refraktori (molibdenum, tungsten, dll.), Dipanaskan oleh arus (katod), dan satu lagi, elektrod sejuk. yang mengumpul elektron termionik (anod). Anod paling kerap berbentuk seperti silinder, di dalamnya terletak katod yang dipanaskan.
Mari kita pertimbangkan litar untuk memerhati pelepasan termionik (Rajah 2).
Litar elektrik untuk memerhati pelepasan termionik
nasi. 2
Litar mengandungi diod D, katod yang dipanaskan disambungkan ke kutub negatif bateri B, dan anod ke kutub positifnya; miliammeter mA, mengukur arus melalui diod D, dan voltmeter V, mengukur voltan antara katod dan anod. Apabila katod sejuk, tiada arus dalam litar, kerana gas yang sangat dinyahcas (vakum) di dalam diod tidak mengandungi zarah bercas. Jika katod dipanaskan menggunakan sumber tambahan, miliammeter akan mendaftarkan rupa arus.
Pada suhu katod yang malar, kekuatan arus termionik dalam diod meningkat dengan peningkatan perbezaan potensi antara anod dan katod (lihat Rajah 3).
Ciri-ciri voltan semasa diod pada suhu katod yang berbeza
nasi. 3
Walau bagaimanapun, pergantungan ini tidak dinyatakan oleh undang-undang yang serupa dengan undang-undang Ohm, yang mana kekuatan semasa adalah berkadar dengan beza potensi; pergantungan ini lebih watak yang kompleks, dipersembahkan secara grafik dalam Rajah 2, sebagai contoh, lengkung 0-1-4 (ciri volt-ampere). Dengan peningkatan dalam potensi positif anod, kekuatan semasa meningkat mengikut lengkung 0-1 dengan peningkatan selanjutnya dalam voltan anod, kekuatan semasa mencapai nilai maksimum i n, dipanggil arus tepu diod, dan hampir; berhenti bergantung pada voltan anod (bahagian lengkung 1-4).
Secara kualitatif, pergantungan arus diod ini pada voltan dijelaskan seperti berikut. Apabila beza keupayaan adalah sifar, arus melalui diod (dengan jarak yang mencukupi antara elektrod) juga adalah sifar, kerana elektron yang meninggalkan katod membentuk awan elektron berhampirannya, mewujudkan medan elektrik yang memperlahankan elektron yang baru dipancarkan. . Pelepasan elektron berhenti: apabila banyak elektron meninggalkan logam, jumlah yang sama dikembalikan kepadanya di bawah pengaruh medan terbalik awan elektron. Apabila voltan anod meningkat, kepekatan elektron dalam awan berkurangan, kesan breknya berkurangan, dan arus anod meningkat.
Kebergantungan arus diod i pada voltan anod U mempunyai bentuk:
di mana a ialah pekali bergantung kepada bentuk dan lokasi elektrod.
Persamaan ini menerangkan lengkung 0-1-2-3, dan dipanggil undang-undang Boguslavsky-Langmuir atau "undang-undang 3/2".
Apabila potensi anod menjadi begitu besar sehingga semua elektron yang meninggalkan katod dalam setiap unit masa tiba di anod, arus mencapai nilai maksimumnya dan tidak lagi bergantung kepada voltan anod.
Apabila suhu katod meningkat, ciri voltan arus digambarkan oleh lengkung 0-1-2-5, 0-1-2-3-6, dsb., iaitu, pada suhu yang berbeza nilai arus tepu i n adalah berbeza, yang cepat meningkat dengan peningkatan suhu . Pada masa yang sama, voltan anod meningkat, di mana arus tepu ditubuhkan.
Sebelum peranti semikonduktor mula digunakan dalam kejuruteraan radio, tiub vakum digunakan di mana-mana.
Konsep vakum
Tiub elektron ialah tiub kaca yang dimeterai pada kedua-dua hujungnya, dengan katod di satu sisi dan anod di sebelah yang lain. Gas dibebaskan dari tiub ke keadaan di mana molekul gas boleh terbang dari satu dinding ke dinding yang lain tanpa berlanggar. Keadaan gas ini dipanggil vakum. Dalam erti kata lain, vakum adalah gas yang sangat jarang ditemui.
Di bawah keadaan sedemikian, kekonduksian di dalam lampu hanya boleh dipastikan dengan memasukkan zarah bercas ke dalam sumber. Untuk membolehkan zarah bercas muncul di dalam lampu, mereka menggunakan sifat badan seperti pelepasan termionik.
Pelepasan termionik adalah fenomena pelepasan elektron oleh jasad di bawah pengaruh suhu tinggi. Bagi kebanyakan bahan, pelepasan termionik bermula pada suhu di mana penyejatan bahan itu sendiri belum boleh bermula. Dalam lampu, katod dibuat daripada bahan tersebut.
Arus elektrik dalam vakum
Katod kemudiannya dipanaskan, menyebabkan ia terus memancarkan elektron. Elektron ini membentuk awan elektron di sekeliling katod. Apabila sumber kuasa disambungkan ke elektrod, medan elektrik terbentuk di antara mereka.
Lebih-lebih lagi, jika kutub positif sumber disambungkan ke anod, dan kutub negatif ke katod, maka vektor kekuatan medan elektrik akan diarahkan ke arah katod. Di bawah pengaruh daya ini, beberapa elektron melarikan diri dari awan elektron dan mula bergerak ke arah anod. Oleh itu, mereka mencipta arus elektrik di dalam lampu.
Jika anda menyambungkan lampu secara berbeza, menyambungkan kutub positif ke katod dan kutub negatif ke anod, maka kekuatan medan elektrik akan diarahkan dari katod ke anod. Medan elektrik ini akan menolak elektron kembali ke arah katod dan tidak akan berlaku pengaliran. Litar akan kekal terbuka. Harta ini dipanggil kekonduksian unilateral.
Diod vakum
Pada masa lalu, pengaliran satu sisi digunakan secara meluas dalam peranti elektronik dengan dua elektrod. Peranti sedemikian dipanggil diod vakum. Pada satu ketika mereka melaksanakan peranan yang dilakukan diod semikonduktor sekarang.
Selalunya digunakan untuk meluruskan arus elektrik. DALAM pada masa ini Diod vakum boleh dikatakan tidak pernah digunakan di mana-mana. Sebaliknya, semua manusia progresif menggunakan diod semikonduktor.
Ini adalah ringkasan ringkas.
Kerja pada versi penuh diteruskan
Syarahan20
Arus dalam vakum
1. Nota tentang vakum
Tiada arus elektrik dalam vakum, kerana dalam vakum termodinamik tiada zarah.
Walau bagaimanapun, vakum praktikal terbaik yang dicapai ialah
,
mereka. sejumlah besar zarah.
Walau bagaimanapun, apabila mereka bercakap tentang arus dalam vakum, mereka bermaksud vakum yang ideal dalam pengertian termodinamik, i.e. ketiadaan zarah sepenuhnya. Zarah yang diperoleh daripada beberapa sumber bertanggungjawab untuk pengaliran arus.
2. Fungsi kerja
Seperti yang diketahui, dalam logam terdapat gas elektron yang ditahan oleh daya tarikan pada kekisi kristal. Di bawah keadaan biasa, tenaga elektron tidak tinggi, jadi ia dikekalkan di dalam kristal.
Jika kita mendekati gas elektron dari kedudukan klasik, i.e. menganggap bahawa ia mematuhi taburan Maxwell-Boltzmann, maka adalah jelas bahawa terdapat sebahagian besar zarah yang halajunya lebih tinggi daripada purata. Akibatnya, zarah-zarah ini mempunyai tenaga yang mencukupi untuk melarikan diri dari kristal dan membentuk awan elektron berhampirannya.
Permukaan logam menjadi bercas positif. Lapisan berganda terbentuk, yang menghalang penyingkiran elektron dari permukaan. Oleh itu, untuk mengeluarkan elektron, adalah perlu untuk memberikan tenaga tambahan kepadanya.
Definisi: Fungsi kerja elektron daripada logam ialah tenaga yang mesti diberikan kepada elektron untuk mengeluarkannya dari permukaan logam kepada infiniti dalam keadaan sifarE k.
Fungsi kerja adalah berbeza untuk logam yang berbeza.
logam |
Fungsi kerja, eV |
|
1,81 |
|
3. Pelepasan elektronik.
DALAM keadaan biasa Tenaga elektron agak rendah dan ia terikat di dalam konduktor. Terdapat cara untuk memberikan tenaga tambahan kepada elektron. Fenomena pelepasan elektron di bawah pengaruh luar dipanggil pelepasan elektron, dan ditemui oleh Edison pada tahun 1887. Bergantung pada kaedah penghantaran tenaga, 4 jenis pelepasan dibezakan:
1. Pelepasan termionik (TEE), kaedah – bekalan haba (pemanasan).
2. Pelepasan fotoelektron (PEE), kaedah – pencahayaan.
3. Pembebasan elektron sekunder (SEE), kaedah – pengeboman zarah.
4. Pelepasan elektron medan (FEE), kaedah – medan elektrik yang kuat.
4. Pelepasan autoelektronik
Apabila terdedah kepada medan elektrik yang kuat, elektron boleh dikeluarkan dari permukaan logam.
Nilai voltan ini cukup untuk menarik keluar elektron.
Fenomena ini dipanggil pelepasan sejuk. Jika medan cukup kuat, maka bilangan elektron boleh menjadi besar, dan, akibatnya, arus boleh menjadi besar. Mengikut undang-undang Joule-Lenz, sejumlah besar haba akan dibebaskan dan AEE boleh bertukar menjadi TEE.
5. Pelepasan fotoelektron (PEE)
Fenomena kesan fotoelektrik telah diketahui sejak sekian lama, lihat "Optik".
6. Pembebasan elektron sekunder (SEE)
Fenomena ini digunakan dalam peranti penggandaan foto (PMT).
Semasa operasi, peningkatan seperti salji dalam bilangan elektron berlaku. Digunakan untuk merakam isyarat cahaya yang lemah.
7. Diod vakum.
Untuk mengkaji TEE, peranti yang dipanggil diod vakum digunakan. Selalunya, ia terdiri daripada dua silinder sepaksi yang diletakkan di dalam kelalang vakum kaca.
Katod dipanaskan oleh arus elektrik, sama ada secara langsung atau tidak langsung. Dengan arus terus, arus melalui katod itu sendiri, dengan arus tidak langsung, konduktor tambahan diletakkan di dalam katod - filamen. Pemanasan berlaku pada suhu yang agak tinggi, jadi katod dibuat kompleks. Asas adalah bahan refraktori (tungsten), dan salutan adalah bahan dengan fungsi kerja yang rendah (cesium).
Diod tergolong dalam unsur tak linear, i.e. ia tidak mematuhi undang-undang Ohm. Mereka mengatakan bahawa diod ialah unsur dengan kekonduksian sehala. Kebanyakan ciri voltan semasa diod diterangkan oleh undang-undang Boguslavsky-Langmuir atau undang-undang "3/2"
Apabila suhu filamen meningkat, ciri voltan arus beralih ke atas dan arus tepu meningkat. Kebergantungan kepadatan arus tepu pada suhu diterangkan oleh undang-undang Richardson-Deshman
Menggunakan kaedah statistik kuantum seseorang boleh mendapatkan formula ini denganconst= Bsama untuk semua logam. Eksperimen menunjukkan bahawa pemalar adalah berbeza.
8. Penerus separuh gelombang
9. Gelombang penuh penerus (diri sendiri).
10. Penggunaan lampu.
Kelebihan lampu termasuk
· kemudahan kawalan aliran elektron,
· kuasa tinggi,
· bahagian besar ciri voltan arus hampir linear.
· Tiub digunakan dalam penguat berkuasa.
Kelemahan termasuk:
· kecekapan rendah,
· penggunaan tenaga yang tinggi.
Dalam pelajaran ini kita terus mengkaji aliran arus dalam pelbagai media, khususnya dalam vakum. Kami akan mempertimbangkan mekanisme pembentukan caj percuma, pertimbangkan yang utama peranti teknikal, beroperasi pada prinsip arus dalam vakum: tiub sinar diod dan katod. Kami juga akan menunjukkan sifat asas rasuk elektron.
Hasil eksperimen dijelaskan seperti berikut: akibat pemanasan, logam mula mengeluarkan elektron daripada struktur atomnya, sama seperti pelepasan molekul air semasa penyejatan. Logam yang dipanaskan dikelilingi oleh awan elektron. Fenomena ini dipanggil pelepasan termionik.
nasi. 2. Skim eksperimen Edison
Sifat rasuk elektron
Dalam teknologi, penggunaan pancaran elektron yang dipanggil adalah sangat penting.
Definisi. Rasuk elektron ialah aliran elektron yang panjangnya lebih besar daripada lebarnya. Ia agak mudah untuk mendapatkannya. Ia cukup untuk mengambil tiub vakum di mana arus mengalir dan membuat lubang di anod, ke mana elektron dipercepatkan pergi (senapang elektron yang dipanggil) (Rajah 3).
nasi. 3. Pistol elektron
Rasuk elektron mempunyai beberapa sifat utama:
Hasil daripada tenaga kinetik yang tinggi, mereka mempunyai kesan haba pada bahan yang mereka impak. Harta ini digunakan dalam kimpalan elektronik. Kimpalan elektronik adalah perlu dalam kes-kes di mana mengekalkan kesucian bahan adalah penting, sebagai contoh, semasa mengimpal semikonduktor.
- Apabila berlanggar dengan logam, pancaran elektron menjadi perlahan dan memancarkan sinar-X yang digunakan dalam perubatan dan teknologi (Rajah 4).
nasi. 4. Gambar diambil menggunakan X-ray ()
- Apabila rasuk elektron terkena bahan tertentu yang dipanggil fosfor, cahaya berlaku, yang memungkinkan untuk mencipta skrin yang membantu memantau pergerakan rasuk, yang, sudah tentu, tidak dapat dilihat dengan mata kasar.
- Keupayaan untuk mengawal pergerakan rasuk menggunakan medan elektrik dan magnet.
Perlu diingatkan bahawa suhu di mana pelepasan termionik boleh dicapai tidak boleh melebihi suhu di mana struktur logam dimusnahkan.
Pada mulanya, Edison menggunakan reka bentuk berikut untuk menjana arus dalam vakum. Konduktor yang disambungkan kepada litar diletakkan pada satu sisi tiub vakum, dan elektrod bercas positif diletakkan pada sisi lain (lihat Rajah 5):
nasi. 5
Hasil daripada laluan arus melalui konduktor, ia mula menjadi panas, memancarkan elektron yang tertarik kepada elektrod positif. Pada akhirnya, pergerakan elektron terarah berlaku, yang, sebenarnya, adalah arus elektrik. Walau bagaimanapun, bilangan elektron yang dipancarkan adalah terlalu kecil, menyebabkan arus terlalu sedikit untuk sebarang kegunaan. Masalah ini boleh diatasi dengan menambah elektrod lain. Elektrod berpotensi negatif sedemikian dipanggil elektrod filamen tidak langsung. Dengan penggunaannya, bilangan elektron bergerak meningkat beberapa kali (Rajah 6).
nasi. 6. Menggunakan elektrod filamen tidak langsung
Perlu diingat bahawa kekonduksian arus dalam vakum adalah sama dengan logam - elektronik. Walaupun mekanisme untuk penampilan elektron bebas ini berbeza sama sekali.
Berdasarkan fenomena pelepasan termionik, peranti yang dipanggil diod vakum telah dicipta (Rajah 7).
nasi. 7. Penetapan diod vakum pada gambar rajah elektrik
Diod vakum
Mari kita lihat dengan lebih dekat diod vakum. Terdapat dua jenis diod: diod dengan filamen dan anod dan diod dengan filamen, anod dan katod. Yang pertama dipanggil diod filamen langsung, yang kedua dipanggil diod filamen tidak langsung. Dalam teknologi, kedua-dua jenis pertama dan kedua digunakan, bagaimanapun, diod filamen langsung mempunyai kelemahan apabila dipanaskan, rintangan filamen berubah, yang memerlukan perubahan arus melalui diod. Dan oleh kerana sesetengah operasi menggunakan diod memerlukan arus malar sepenuhnya, adalah lebih dinasihatkan untuk menggunakan jenis diod kedua.
Dalam kedua-dua kes, suhu filamen untuk pelepasan berkesan mestilah sama dengan 
.
Diod digunakan untuk membetulkan arus ulang alik. Jika diod digunakan untuk menukar arus industri, maka ia dipanggil kenotron.
Elektrod yang terletak berhampiran unsur pemancar elektron dipanggil katod (), yang lain dipanggil anod (). Pada sambungan yang betul Apabila voltan meningkat, arus meningkat. Apabila disambungkan secara terbalik, tiada arus akan mengalir sama sekali (Rajah 8). Dengan cara ini, diod vakum lebih baik dibandingkan dengan diod semikonduktor, di mana, apabila dihidupkan semula, arus, walaupun minimum, hadir. Disebabkan sifat ini, diod vakum digunakan untuk membetulkan arus ulang alik.
nasi. 8. Ciri voltan arus bagi diod vakum
Satu lagi peranti yang dicipta berdasarkan proses pengaliran arus dalam vakum ialah triod elektrik (Rajah 9). Reka bentuknya berbeza daripada reka bentuk diod dengan kehadiran elektrod ketiga, dipanggil grid. Peranti seperti tiub sinar katod, yang membentuk sebahagian besar peranti seperti osiloskop dan televisyen tiub, juga berdasarkan prinsip arus dalam vakum.
nasi. 9. Litar triod vakum
Tiub sinar katod
Seperti yang dinyatakan di atas, berdasarkan sifat perambatan semasa dalam vakum, berikut peranti penting seperti tiub sinar katod. Ia mendasarkan kerjanya pada sifat-sifat rasuk elektron. Mari lihat struktur peranti ini. Tiub sinar katod terdiri daripada kelalang vakum dengan pengembangan, senapang elektron, dua katod dan dua pasangan elektrod yang saling berserenjang (Rajah 10).
nasi. 10. Struktur tiub sinar katod
Prinsip operasi adalah seperti berikut: elektron yang dipancarkan daripada pistol akibat pelepasan termion dipercepatkan kerana potensi positif pada anod. Kemudian, dengan menggunakan voltan yang dikehendaki pada pasangan elektrod kawalan, kita boleh memesongkan pancaran elektron seperti yang dikehendaki, secara mendatar dan menegak. Selepas itu rasuk yang diarahkan jatuh pada skrin fosfor, yang membolehkan kita melihat imej trajektori rasuk di atasnya.
Tiub sinar katod digunakan dalam instrumen yang dipanggil osiloskop (Rajah 11), direka untuk mengkaji isyarat elektrik, dan dalam televisyen CRT, dengan satu-satunya pengecualian bahawa pancaran elektron di sana dikawal oleh medan magnet.
nasi. 11. Osiloskop ()
Dalam pelajaran seterusnya kita akan melihat laluan arus elektrik dalam cecair.
Rujukan
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizik ( peringkat asas) - M.: Mnemosyne, 2012.
- Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizik darjah 10. - M.: Ilexa, 2005.
- Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. Fizik. Elektrodinamik. - M.: 2010.
- Physics.kgsu.ru ().
- Cathedral.narod.ru ().
Kerja rumah
- Apakah pelepasan elektronik?
- Apakah cara untuk mengawal rasuk elektron?
- Bagaimanakah kekonduksian semikonduktor bergantung pada suhu?
- Apakah kegunaan elektrod filamen tidak langsung?
- *Apakah sifat utama bagi diod vakum? Apakah disebabkan?
Nombor Pelajaran 40-169 Arus elektrik dalam gas. Arus elektrik dalam vakum.
Dalam keadaan normal, gas adalah dielektrik ( R ), iaitu terdiri daripada atom dan molekul neutral dan tidak mengandungi pembawa bebas arus elektrik. Gas konduktor ialah gas terion, ia mempunyai kekonduksian elektron-ion.Udara-dielektrik
Pengionan gas- ialah perpecahan atom atau molekul neutral kepada ion dan elektron positif di bawah pengaruh pengion (ultraviolet, x-ray dan sinaran radioaktif; panas) dan dijelaskan oleh perpecahan atom dan molekul semasa perlanggaran pada kelajuan tinggi. Pelepasan gas– laluan arus elektrik melalui gas. Pelepasan gas diperhatikan dalam tiub nyahcas gas (lampu) apabila terdedah kepada medan elektrik atau magnet. 
Penggabungan semula zarah bercas
Pelepasan gas yang tidak mampan sendiri- ini adalah pelepasan yang wujud hanya di bawah pengaruh pengion luaran Gas dalam tiub terion dan dibekalkan kepada elektrod voltan (U) dan arus elektrik (I) timbul dalam tiub. Apabila U meningkat, arus I meningkat Apabila semua zarah bercas yang terbentuk dalam satu saat mencapai elektrod pada masa ini (pada voltan tertentu ( U*), arus mencapai ketepuan (I n). Jika tindakan pengion berhenti, maka nyahcas juga berhenti (I= 0). Pelepasan gas mampan sendiri- pelepasan dalam gas yang berterusan selepas penamatan pengion luaran disebabkan oleh ion dan elektron yang terhasil daripada pengionan hentaman (= pengionan kejutan elektrik); berlaku apabila beza keupayaan antara elektrod meningkat (berlaku runtuhan elektron). Pada nilai voltan tertentu ( U pecahan) kekuatan semasa lagi bertambah. Pengion tidak lagi diperlukan untuk mengekalkan pelepasan. Pengionan berlaku melalui hentaman elektron. Pelepasan gas yang tidak mampan sendiri boleh berubah menjadi pelepasan gas mampan sendiri apabila U a = U penyalaan. Pecahan elektrik gas- peralihan pelepasan gas yang tidak mampan kepada pelepasan gas yang mampan sendiri. Jenis pelepasan gas bebas:
1. membara - dengan tekanan rendah(sehingga beberapa mm Hg) - diperhatikan dalam tiub cahaya gas dan laser gas. (lampu siang hari)
2. percikan api - pada tekanan biasa ( P =
P
atm) dan kekuatan medan elektrik tinggi E (kilat - kekuatan arus sehingga ratusan ribu ampere). 3. korona - pada tekanan normal dalam tidak homogen medan elektrik(di bahagian canggih, St. Elmo's Fire). 4. arka - berlaku antara elektrod jarak rapat - ketumpatan arus tinggi, voltan rendah antara elektrod (dalam lampu sorot, peralatan filem tayangan, kimpalan, lampu merkuri)
Plasma- ini adalah keadaan keempat pengagregatan bahan dengan tahap pengionan yang tinggi akibat perlanggaran molekul pada kelajuan tinggi pada suhu tinggi; terdapat dalam alam semula jadi: ionosfera adalah plasma terion lemah, Matahari adalah plasma terion sepenuhnya; plasma tiruan - dalam lampu nyahcas gas. Plasma ialah: 1. - suhu rendah T 10 5 K. Sifat asas plasma: - kekonduksian elektrik yang tinggi; - interaksi yang kuat dengan medan elektrik dan magnet luaran. Pada T = 20∙ 10 3 ÷ 30∙ 10 3 K, sebarang bahan ialah plasma. 99% daripada bahan di Alam Semesta adalah plasma.
Arus elektrik dalam vakum.
). Dalam vakum: - arus elektrik adalah mustahil, kerana bilangan molekul terion yang mungkin tidak dapat memberikan kekonduksian elektrik; - adalah mungkin untuk mencipta arus elektrik dalam vakum jika anda menggunakan sumber zarah bercas; - tindakan sumber zarah bercas boleh berdasarkan fenomena pelepasan termionik. Pelepasan termionik- fenomena pelepasan elektron bebas dari permukaan jasad yang dipanaskan, pelepasan elektron oleh jasad pepejal atau cecair berlaku apabila ia dipanaskan pada suhu yang sepadan dengan cahaya yang boleh dilihat oleh logam panas. Elektrod logam yang dipanaskan secara berterusan mengeluarkan elektron, membentuk awan elektron di sekelilingnya.Dalam keadaan keseimbangan, bilangan elektron yang meninggalkan elektrod adalah sama dengan bilangan elektron yang kembali kepadanya (kerana elektrod menjadi bercas positif apabila elektron hilang). Semakin tinggi suhu logam, semakin tinggi ketumpatan awan elektron. Arus elektrik dalam vakum adalah mungkin dalam tiub vakum. Tiub elektron ialah peranti yang menggunakan fenomena pelepasan termionik. 
Diod vakum.
Ciri I-V (ciri volt-ampere) diod vakum.
Arus pada input penerus diod Pada voltan anod rendah, tidak semua elektron yang dipancarkan oleh katod mencapai anod, dan arusnya kecil. Pada voltan tinggi, arus mencapai tepu, i.e. nilai maksimum. Diod vakum mempunyai kekonduksian sehala dan digunakan untuk membetulkan arus ulang alik. Rasuk elektron ialah aliran elektron yang terbang dengan pantas dalam tiub vakum dan peranti nyahcas gas. Sifat rasuk elektron: - menyimpang dalam medan elektrik; - menyimpang masuk medan magnet di bawah pengaruh pasukan Lorentz; - apabila rasuk mengenai bahan diperlahankan, sinaran sinar-X muncul; - menyebabkan cahaya (luminescence) beberapa pepejal dan cecair (luminophores); - panaskan bahan dengan menghubunginya.
Tiub sinar katod (CRT)