氣體傳導率

氣體通常是良好的電介質（例如清潔的非電離空氣）。但是，如果氣體中含有混有有機和無機顆粒的水分並同時被電離，則它們會導電。

在所有氣體中，甚至在對其施加電壓之前，總會有一定數量的帶電粒子（電子和離子）處於隨機熱運動中。這些可以是帶電的氣體粒子，也可以是帶電的固體和液體粒子——例如，在空氣中發現的雜質。

氣態電介質中帶電粒子的形成是由外部能源（外部電離器）的氣體電離引起的：宇宙射線和太陽射線、地球的放射性輻射等。

氣體的電導率主要取決於它們的電離程度，這可以通過不同的方式進行。通常，氣體的電離是中性氣體分子釋放電子的結果。

從氣體分子中釋放出的電子在氣體的分子間空間混合，在這裡，根據氣體的種類，它可以保持相對較長的運動“獨立性”（例如，在此類氣體中，氫激H2 , 氮 n2) 或者 , 相反, 快速穿透中性分子, 將其變成負離子 (例如, 氧氣).

氣體電離的最大效果是通過用X射線、陰極射線或放射性物質發出的射線照射它們來實現的。

夏季大氣中的空氣在陽光的影響下非常強烈地電離。空氣中的水分凝結在其離子上，形成帶電的最小水滴。最終，伴隨著閃電的雷雲是由單個帶電水滴形成的，即。大氣電的放電。

外部電離器使氣體電離的過程是它們將部分能量傳遞給氣體原子。在這種情況下，價電子獲得額外的能量並與其原子分離，成為帶正電的粒子——正離子。

形成的自由電子可以在氣體中長時間保持獨立運動（例如，在氫氣、氮氣中），或者在一段時間後附著在電中性原子和氣體分子上，將它們變成負離子。

氣體中帶電粒子的出現也可能是由於金屬電極在加熱或暴露於輻射能時從表面釋放電子而引起的。在擾動的熱運動中，一些帶相反電荷（電子）和帶正電荷（離子）的粒子相互結合，形成電中性原子和氣體分子。這個過程稱為修復或重組。

如果在金屬電極（圓盤、球）之間封閉一定體積的氣體，則當向電極施加電壓時，電力將作用於氣體中的帶電粒子——電場強度。

在這些力的作用下，電子和離子將從一個電極移動到另一個電極，從而在氣體中產生電流。

氣體中的電流越大，單位時間內在氣體中形成的不同介電質的帶電粒子越多，它們在電場力作用下的速度就越大。

很明顯，隨著施加到給定體積氣體的電壓增加，作用在電子和離子上的電力增加。在這種情況下，帶電粒子的速度增加，因此氣體中的電流增加。

作為施加到氣體體積的電壓的函數的電流大小的變化以稱為伏安特性的曲線的形式以圖形方式表示。

氣態電介質的電流-電壓特性

電流-電壓特性表明，在弱電場區，當作用在帶電粒子上的電力較小時（圖中區域I），氣體中的電流與施加電壓的大小成正比增加.在這個區域，電流根據歐姆定律變化。

隨著電壓進一步增加（區域 II），電流和電壓之間的比例關係被打破。在這個區域，傳導電流不依賴於電壓。在這裡，能量是從帶電的氣體粒子——電子和離子中積累的。

隨著電壓的進一步增加（區域 III），帶電粒子的速度急劇增加，因此它們經常與中性氣體粒子發生碰撞。在這些彈性碰撞中，電子和離子將它們積累的一些能量轉移給中性氣體粒子。結果，電子從它們的原子中剝離。在這種情況下，會形成新的帶電粒子：自由電子和離子。

由於飛翔的帶電粒子經常與氣體的原子和分子碰撞，新帶電粒子的形成非常密集。這個過程稱為衝擊氣體電離。

在碰撞電離區（圖中III區），氣體中的電流迅速增加，電壓增加最小。氣態電介質中的碰撞電離過程伴隨著氣體體積電阻的急劇下降和增加 介電損耗角正切.

自然地，氣態電介質可以在低於發生碰撞電離過程的那些值的電壓下使用。在這種情況下，氣體是非常好的電介質，其中體積比電阻非常高（1020 歐姆）x cm）並且介電損耗角的正切非常小（tgδ ≈ 10-6）。因此，氣體，特別是空氣，被用作示例電容器、充氣電纜和 高壓斷路器.

氣體在電絕緣結構中作為電介質的作用

在任何絕緣結構中，空氣或其他氣體在某種程度上作為絕緣元素存在。架空線（VL）、匯流排、變壓器終端和各種高壓設備的導體之間由間隙隔開，其中唯一的絕緣介質是空氣。

破壞這種結構的介電強度既可以通過破壞構成絕緣體的電介質來實現，也可以通過在空氣中或電介質表面放電來實現。

與導致其完全失效的絕緣體擊穿不同，表面放電通常不伴有失效。因此，如果絕緣結構的表面重疊電壓或空氣中的擊穿電壓小於絕緣體的擊穿電壓，那麼這種結構的實際介電強度將由空氣的介電強度決定。

在上述情況下，空氣作為絕緣結構位於其中的天然氣介質是相關的。此外，空氣或其他氣體常被用作主要絕緣材料之一，用於絕緣電纜、電容器、變壓器和其他電氣設備。

為確保絕緣結構的可靠和無故障運行，有必要了解各種因素如何影響氣體的介電強度，例如電壓的形式和持續時間、氣體的溫度和壓力、氣體的性質電場等

請參閱本主題： 氣體中放電的類型