هیچ دی الکتریک مطلق در طبیعت وجود ندارد. حرکت منظم ذرات - حامل بار الکتریکی - یعنی جریان، می تواند در هر محیطی ایجاد شود، اما این مستلزم شرایط خاصی است. ما در اینجا بررسی خواهیم کرد که پدیده های الکتریکی در گازها چگونه پیش می روند و چگونه یک گاز را می توان از یک دی الکتریک بسیار خوب به یک رسانای بسیار خوب تبدیل کرد. ما به شرایطی که تحت آن ایجاد می شود و همچنین ویژگی هایی که جریان الکتریکی در گازها را مشخص می کند علاقه مند خواهیم بود.
خواص الکتریکی گازها
دی الکتریک ماده ای (محیطی) است که در آن غلظت ذرات - حامل های آزاد بار الکتریکی - به مقدار قابل توجهی نمی رسد و در نتیجه رسانایی ناچیز است. همه گازها دی الکتریک خوبی هستند. از خواص عایق بودن آنها در همه جا استفاده می شود. به عنوان مثال، در هر قطع کننده مدار، باز شدن مدار زمانی اتفاق می افتد که کنتاکت ها در موقعیتی قرار گیرند که یک شکاف هوا بین آنها ایجاد شود. سیم در خطوط برقهمچنین توسط یک لایه هوا از یکدیگر جدا می شوند.
واحد ساختاری هر گاز یک مولکول است. از هسته های اتمی و ابرهای الکترونی تشکیل شده است، یعنی مجموعه ای از بارهای الکتریکی است که به نوعی در فضا توزیع شده اند. یک مولکول گاز می تواند به دلیل ویژگی های ساختارش یک دوقطبی الکتریکی باشد یا می تواند تحت تأثیر میدان الکتریکی خارجی قطبی شود. اکثریت قریب به اتفاق مولکول‌هایی که یک گاز را می‌سازند، در شرایط عادی از نظر الکتریکی خنثی هستند، زیرا بارهای موجود در آنها یکدیگر را خنثی می‌کنند.
اگر میدان الکتریکی روی گاز اعمال شود، مولکول ها جهت گیری دوقطبی به خود می گیرند و موقعیت مکانی را اشغال می کنند که اثر میدان را جبران می کند. ذرات باردار موجود در گاز تحت تأثیر نیروهای کولن شروع به حرکت خواهند کرد: یون های مثبت - در جهت کاتد، یون های منفی و الکترون ها - به سمت آند. با این حال، اگر میدان دارای پتانسیل ناکافی باشد، یک جریان مستقیم بارها ایجاد نمی‌شود و می‌توان از جریان‌های جداگانه صحبت کرد، آنقدر ضعیف که باید از آنها غفلت کرد. گاز مانند دی الکتریک رفتار می کند.
بنابراین، برای وقوع جریان الکتریکی در گازها، غلظت زیادی از حامل های بار آزاد و وجود میدان لازم است.
یونیزاسیون
فرآیند افزایش بهمن مانند در تعداد بارهای رایگان در گاز را یونیزاسیون می گویند. بر این اساس به گازی که مقدار قابل توجهی ذرات باردار در آن وجود دارد یونیزه می گویند. در چنین گازهایی است که جریان الکتریکی ایجاد می شود.
فرایند یونیزاسیون با نقض خنثی بودن مولکول ها همراه است. در نتیجه جدا شدن یک الکترون، یون های مثبت ظاهر می شوند، اتصال یک الکترون به یک مولکول منجر به تشکیل یون منفی می شود. علاوه بر این، تعداد زیادی الکترون آزاد در یک گاز یونیزه شده وجود دارد. یون‌های مثبت و به‌ویژه الکترون‌ها حامل‌های اصلی جریان الکتریکی در گازها هستند.
یونیزاسیون زمانی اتفاق می افتد که مقدار معینی انرژی به یک ذره داده شود. بنابراین، یک الکترون خارجی در ترکیب یک مولکول، با دریافت این انرژی، می تواند مولکول را ترک کند. برخورد متقابل ذرات باردار با ذرات خنثی منجر به خروج الکترون‌های جدید می‌شود و این فرآیند شخصیتی شبیه بهمن به خود می‌گیرد. انرژی جنبشی ذرات نیز افزایش می‌یابد که یونیزاسیون را تا حد زیادی افزایش می‌دهد.
انرژی مورد استفاده برای تحریک جریان الکتریکی در گازها از کجا می آید؟ یونیزاسیون گازها منابع انرژی متعددی دارد که بر اساس آنها مرسوم است که انواع آن را نامگذاری کنند.
- یونیزاسیون توسط میدان الکتریکی. در این حالت انرژی پتانسیل میدان به انرژی جنبشی ذرات تبدیل می شود.
- ترمویونیزاسیون. افزایش دما همچنین منجر به تشکیل تعداد زیادی هزینه رایگان می شود.
- عکاسی. ماهیت این فرآیند این است که الکترون‌ها توسط کوانتوم‌های تابش الکترومغناطیسی - فوتون‌ها، در صورتی که فرکانس کافی بالایی داشته باشند (فرابنفش، اشعه ایکس، کوانتای گاما) با انرژی تامین می‌شوند.
- یونیزاسیون ضربه ای نتیجه تبدیل انرژی جنبشی ذرات در حال برخورد به انرژی جداسازی الکترون است. همچنینیونیزاسیون حرارتی، به عنوان عامل تحریک اصلی در گازهای جریان الکتریکی عمل می کند.
هر گاز با یک مقدار آستانه مشخص مشخص می شود - انرژی یونیزاسیون مورد نیاز برای جدا شدن الکترون از یک مولکول و غلبه بر یک مانع پتانسیل. این مقدار برای الکترون اول از چند ولت تا دو ده ولت متغیر است. انرژی بیشتری برای حذف الکترون بعدی از مولکول مورد نیاز است و غیره.
باید در نظر گرفت که همزمان با یونیزاسیون در گاز، فرآیند معکوس رخ می دهد - نوترکیبی، یعنی بازیابی مولکول های خنثی تحت تأثیر نیروهای جاذبه کولن.
تخلیه گاز و انواع آن
بنابراین، جریان الکتریکی در گازها به دلیل حرکت منظم ذرات باردار تحت عمل میدان الکتریکی اعمال شده به آنها است. وجود چنین بارهایی به نوبه خود به دلیل عوامل مختلف یونیزاسیون امکان پذیر است.
بنابراین، یونیزاسیون حرارتی به دماهای قابل توجهی نیاز دارد، اما شعله باز به دلیل برخی فرآیندهای شیمیایی به یونیزاسیون کمک می کند. حتی در دمای نسبتاً پایین در حضور شعله، ظهور جریان الکتریکی در گازها ثبت می‌شود و آزمایش رسانایی گاز تأیید این موضوع را آسان می‌کند. لازم است شعله یک مشعل یا شمع را بین صفحات یک خازن شارژ شده قرار دهید. مداری که قبلاً به دلیل شکاف هوا در خازن باز شده بود بسته می شود. یک گالوانومتر متصل به مدار وجود جریان را نشان می دهد.
جریان الکتریکی در گازها را تخلیه گاز می نامند. باید در نظر داشت کهبرای حفظ پایداری تخلیه، عمل یونیزه کننده باید ثابت باشد، زیرا به دلیل نوترکیب ثابت، گاز خاصیت رسانایی الکتریکی خود را از دست می دهد. برخی از حامل های جریان الکتریکی در گازها - یون ها - روی الکترودها خنثی می شوند، برخی دیگر - الکترون ها - که روی آند می افتند، به سمت "به علاوه" منبع میدان هدایت می شوند. اگر فاکتور یونیزان از کار بیفتد، گاز بلافاصله دوباره به دی الکتریک تبدیل می شود و جریان قطع می شود. چنین جریانی که وابسته به عملکرد یک یونیزه کننده خارجی است، تخلیه غیرخودپایدار نامیده می شود.
ویژگی های عبور جریان الکتریکی از گازها با وابستگی خاص قدرت جریان به ولتاژ - مشخصه جریان-ولتاژ - توصیف می شود.
بیایید توسعه تخلیه گاز را در نمودار وابستگی جریان به ولتاژ در نظر بگیریم. وقتی ولتاژ به مقدار مشخصی U1 افزایش می یابد، جریان متناسب با آن افزایش می یابد، یعنی قانون اهم برآورده می شود. انرژی جنبشی افزایش می یابد و در نتیجه سرعت بارها در گاز افزایش می یابد و این فرآیند از نوترکیب جلوتر است. در مقادیر ولتاژ از U1 تا U2 این نسبت نقض می شود. وقتی به U2 رسید، همه حامل های بار بدون داشتن زمان برای ترکیب مجدد به الکترودها می رسند. تمام هزینه های رایگان درگیر هستند و افزایش بیشتر ولتاژ منجر به افزایش جریان نمی شود. این ماهیت حرکت بارها جریان اشباع نامیده می شود. بنابراین، می توان گفت که جریان الکتریکی در گازها نیز به دلیل ویژگی های رفتار گاز یونیزه شده در میدان های الکتریکی با قدرت های مختلف است.
وقتی اختلاف پتانسیل بین الکترودها به مقدار مشخصی U3 می رسد، ولتاژ برای میدان الکتریکی کافی می شود تا باعث یونیزاسیون گاز شبیه بهمن شود. انرژی جنبشی الکترون های آزاد در حال حاضر برای یونیزاسیون ضربه ای مولکول ها کافی است. در عین حال سرعت آنها در بیشتر گازها حدود 2000 کیلومتر بر ثانیه و بالاتر است (با فرمول تقریبی v=600 Ui محاسبه می شود، که در آن Ui محاسبه می شود. پتانسیل یونیزاسیون است). در این لحظه، یک شکست گاز رخ می دهد و افزایش قابل توجهی در جریان به دلیل یک منبع یونیزاسیون داخلی رخ می دهد. بنابراین، چنین ترشحی مستقل نامیده می شود.
وجود یونیزر خارجی در این حالت دیگر نقشی در حفظ جریان الکتریکی در گازها ندارد. یک تخلیه خودپایدار تحت شرایط مختلف و با ویژگی های متفاوت منبع میدان الکتریکی می تواند ویژگی های خاصی داشته باشد. انواعی از خود تخلیه مانند درخشش، جرقه، قوس و کرونا وجود دارد. به طور خلاصه برای هر یک از این انواع، نحوه رفتار جریان الکتریکی در گازها را بررسی خواهیم کرد.
تخلیه براق
در یک گاز کمیاب، اختلاف پتانسیل از 100 (و حتی کمتر) تا 1000 ولت برای شروع یک تخلیه مستقل کافی است. بنابراین، یک تخلیه درخشش، که با قدرت جریان پایین مشخص می شود (از 10-5 A تا 1 A)، در فشارهایی که بیش از چند میلی متر جیوه نباشد، رخ می دهد.
در لوله ای با گاز کمیاب و الکترودهای سرد، تخلیه درخشش در حال ظهور مانند یک طناب نورانی نازک بین الکترودها به نظر می رسد. اگر به پمپاژ گاز از لوله ادامه دهید، مشاهده خواهید کردتار شدن بند ناف، و در فشار یک دهم میلی متر جیوه، درخشش لوله را تقریباً به طور کامل پر می کند. درخشش در نزدیکی کاتد وجود ندارد - در فضای به اصطلاح تاریک کاتد. بقیه را ستون مثبت می نامند. در این حالت، فرآیندهای اصلی که وجود تخلیه را تضمین می کند دقیقاً در فضای کاتد تاریک و در ناحیه مجاور آن موضعی می شود. در اینجا، ذرات گاز باردار شتاب می‌گیرند و الکترون‌ها را از کاتد خارج می‌کنند.
در تخلیه تابشی، علت یونیزه شدن انتشار الکترون از کاتد است. الکترون های ساطع شده توسط کاتد باعث یونیزاسیون ضربه ای مولکول های گاز می شوند، یون های مثبت در حال ظهور باعث انتشار ثانویه از کاتد می شوند و غیره. درخشش ستون مثبت عمدتاً به دلیل پس زدن فوتون ها توسط مولکول های گاز برانگیخته است و گازهای مختلف با درخشش یک رنگ مشخص مشخص می شوند. ستون مثبت تنها به عنوان بخشی از مدار الکتریکی در تشکیل یک تخلیه درخشان شرکت می کند. اگر الکترودها را به هم نزدیک کنید، می توانید به ناپدید شدن ستون مثبت برسید، اما تخلیه متوقف نمی شود. با این حال، با کاهش بیشتر فاصله بین الکترودها، تخلیه درخشندگی وجود نخواهد داشت.
لازم به ذکر است که برای این نوع جریان الکتریکی در گازها، فیزیک برخی از فرآیندها هنوز به طور کامل روشن نشده است. برای مثال، ماهیت نیروهایی که باعث انبساط در سطح کاتد ناحیه ای می شود که در تخلیه شرکت می کند نامشخص است.
ترشح جرقه
Sparkشکست شخصیت تکانشی دارد. در فشارهای نزدیک به اتمسفر معمولی، در مواردی که قدرت منبع میدان الکتریکی برای حفظ تخلیه ثابت کافی نیست، رخ می دهد. در این حالت قدرت میدان زیاد است و می تواند به 3 MV/m برسد. این پدیده با افزایش شدید جریان الکتریکی تخلیه در گاز مشخص می شود، در همان زمان ولتاژ به سرعت کاهش می یابد و تخلیه متوقف می شود. سپس اختلاف پتانسیل دوباره افزایش می‌یابد و کل فرآیند تکرار می‌شود.
با این نوع تخلیه کانال های جرقه کوتاه مدتی تشکیل می شود که رشد آنها از هر نقطه بین الکترودها می تواند آغاز شود. این به دلیل این واقعیت است که یونیزاسیون ضربه ای به طور تصادفی در مکان هایی اتفاق می افتد که در حال حاضر بیشترین تعداد یون ها متمرکز شده است. در نزدیکی کانال جرقه، گاز به سرعت گرم می شود و تحت انبساط حرارتی قرار می گیرد که باعث ایجاد امواج صوتی می شود. بنابراین، تخلیه جرقه با ترک خوردن و همچنین انتشار گرما و درخشش روشن همراه است. فرآیندهای یونیزاسیون بهمن باعث ایجاد فشار و دمای بالا تا 10 هزار درجه و بیشتر در کانال جرقه می شود.
واضح ترین مثال از تخلیه جرقه طبیعی رعد و برق است. قطر کانال اصلی جرقه رعد و برق می تواند از چند سانتی متر تا 4 متر متغیر باشد و طول کانال می تواند به 10 کیلومتر برسد. قدر جریان به 500 هزار آمپر می رسد و اختلاف پتانسیل بین ابر رعد و برق و سطح زمین به یک میلیارد ولت می رسد.
طولانی ترین رعد و برق 321 کیلومتری در سال 2007 در اوکلاهما، ایالات متحده آمریکا مشاهده شد. رکورددار مدت زمان رعد و برق بود که ثبت شددر سال 2012 در کوه های آلپ فرانسه - بیش از 7.7 ثانیه طول کشید. هنگام برخورد رعد و برق، هوا می تواند تا 30 هزار درجه گرم شود که 6 برابر دمای سطح مرئی خورشید است.
در مواردی که قدرت منبع میدان الکتریکی به اندازه کافی زیاد باشد، تخلیه جرقه به یک قوس تبدیل می شود.
تخلیه قوس
این نوع خود تخلیه با چگالی جریان بالا و ولتاژ پایین (کمتر از تخلیه تابشی) مشخص می شود. فاصله شکست به دلیل نزدیکی الکترودها کم است. تخلیه با انتشار یک الکترون از سطح کاتد آغاز می شود (برای اتم های فلزی، پتانسیل یونیزاسیون در مقایسه با مولکول های گاز کوچک است). در هنگام شکست بین الکترودها، شرایطی ایجاد می شود که در آن گاز جریان الکتریکی را هدایت می کند و تخلیه جرقه ای رخ می دهد که مدار را می بندد. اگر قدرت منبع ولتاژ به اندازه کافی بزرگ باشد، تخلیه جرقه به یک قوس الکتریکی پایدار تبدیل می شود.
یونیزاسیون در حین تخلیه قوس تقریباً به 100٪ می رسد، قدرت جریان بسیار بالا است و می تواند از 10 تا 100 آمپر باشد. در فشار اتمسفر، قوس می تواند تا 5-6 هزار درجه گرم شود، و کاتد - تا 3 هزار درجه، که منجر به انتشار شدید ترمیونی از سطح آن می شود. بمباران آند با الکترون ها منجر به تخریب جزئی می شود: شکافی روی آن ایجاد می شود - دهانه ای با دمای حدود 4000 درجه سانتیگراد. افزایش فشار باعث افزایش حتی بیشتر دما می شود.
هنگام پخش الکترودها، تخلیه قوس تا یک فاصله مشخص ثابت می ماند.که به شما امکان می دهد در مناطقی از تجهیزات الکتریکی که به دلیل خوردگی و فرسودگی تماس های ناشی از آن مضر است با آن مقابله کنید. اینها وسایلی مانند کلیدهای ولتاژ بالا و اتوماتیک، کنتاکتورها و غیره هستند. یکی از روشهای مبارزه با قوسی که هنگام باز کردن کنتاکت‌ها ایجاد می‌شود، استفاده از کانال‌های قوس بر اساس اصل گسترش قوس است. بسیاری از روشهای دیگر نیز استفاده می‌شوند: پل زدن بر روی تماس‌ها، استفاده از مواد با پتانسیل یونیزاسیون بالا و غیره.
ترخیص کرونا
ایجاد تخلیه تاج در فشار اتمسفر معمولی در میدان های کاملاً ناهمگن نزدیک الکترودها با انحنای زیاد سطح رخ می دهد. اینها می توانند مناره ها، دکل ها، سیم ها، عناصر مختلف تجهیزات الکتریکی که شکل پیچیده ای دارند و حتی موهای انسان باشند. چنین الکترودی را الکترود تاج می گویند. فرآیندهای یونیزاسیون و بر این اساس، درخشش گاز فقط در نزدیکی آن صورت می گیرد.
یک تاج می تواند هم روی کاتد (تاج منفی) در هنگام بمباران با یون ها و هم روی آند (مثبت) در نتیجه فوتیونیزاسیون تشکیل شود. تاج منفی که در آن فرآیند یونیزاسیون در نتیجه انتشار حرارتی از الکترود دور می‌شود، با درخشش یکنواخت مشخص می‌شود. در تاج مثبت، پخش‌کننده‌ها را می‌توان مشاهده کرد - خطوط نورانی با پیکربندی شکسته که می‌توانند به کانال‌های جرقه تبدیل شوند.
نمونه ای از ترشحات کرونا در شرایط طبیعی آتش سوزی های سنت المو است که در نوک دکل های بلند، بالای درختان و غیره رخ می دهد. آنها در یک ولتاژ بالای الکتریکی تشکیل می شوندمزارع در جو، اغلب قبل از رعد و برق یا در طول طوفان برف. علاوه بر این، آنها بر روی پوست هواپیماهایی که در ابری از خاکستر آتشفشانی افتاده بودند ثابت شدند.
تخلیه کرونا روی سیم های خطوط برق منجر به تلفات قابل توجه برق می شود. در یک ولتاژ بالا، تخلیه تاج می تواند به یک قوس تبدیل شود. به روش های مختلفی مبارزه می شود، مثلاً با افزایش شعاع انحنای هادی ها.
جریان الکتریکی در گازها و پلاسما
گاز کاملاً یا جزئی یونیزه شده پلاسما نامیده می شود و حالت چهارم ماده در نظر گرفته می شود. به طور کلی، پلاسما از نظر الکتریکی خنثی است، زیرا بار کل ذرات تشکیل دهنده آن صفر است. این آن را از سایر سیستم‌های ذرات باردار، مانند پرتوهای الکترونی متمایز می‌کند.
در شرایط طبیعی، پلاسما معمولاً در دمای بالا به دلیل برخورد اتم های گاز با سرعت بالا تشکیل می شود. اکثریت قریب به اتفاق ماده باریونی در کیهان در حالت پلاسما قرار دارد. اینها ستارگان، بخشی از ماده بین ستاره ای، گاز بین کهکشانی هستند. یونوسفر زمین نیز یک پلاسمای کمیاب و ضعیف یونیزه است.
درجه یونیزاسیون یک ویژگی مهم پلاسما است - خواص رسانایی آن به آن بستگی دارد. درجه یونیزاسیون به عنوان نسبت تعداد اتم های یونیزه شده به تعداد کل اتم ها در واحد حجم تعریف می شود. هر چه پلاسما یونیزه تر باشد، رسانایی الکتریکی آن بیشتر است. علاوه بر این، با تحرک بالا مشخص می شود.
بنابراین می بینیم که گازهایی که الکتریسیته را هدایت می کنند در داخل هستندکانال های تخلیه چیزی جز پلاسما نیستند. بنابراین، درخشش و ترشحات کرونا نمونه هایی از پلاسمای سرد هستند. یک کانال جرقه از رعد و برق یا یک قوس الکتریکی نمونه‌هایی از پلاسمای داغ و تقریباً کاملاً یونیزه هستند.
جریان الکتریکی در فلزات، مایعات و گازها - تفاوت ها و شباهت ها
بیایید ویژگی هایی را که مشخص کننده تخلیه گاز در مقایسه با خواص جریان در رسانه های دیگر است در نظر بگیریم.
در فلزات، جریان یک حرکت هدایت شده از الکترون های آزاد است که تغییرات شیمیایی را به دنبال ندارد. هادی های این نوع را هادی های نوع اول می گویند. اینها علاوه بر فلزات و آلیاژها، زغال سنگ، برخی نمکها و اکسیدها هستند. آنها با هدایت الکترونیکی متمایز می شوند.
هادی های نوع دوم الکترولیت ها هستند، یعنی محلول های آبی مایع قلیایی ها، اسیدها و نمک ها. عبور جریان با تغییر شیمیایی در الکترولیت - الکترولیز همراه است. یون های یک ماده محلول در آب، تحت عمل اختلاف پتانسیل، در جهت مخالف حرکت می کنند: کاتیون های مثبت - به کاتد، آنیون های منفی - به آند. این فرآیند با تکامل گاز یا رسوب یک لایه فلزی روی کاتد همراه است. هادی های نوع دوم با هدایت یونی مشخص می شوند.
در مورد رسانایی گازها، اولاً موقتی است و ثانیاً با هر یک از آنها نشانه هایی از شباهت و تفاوت دارد. بنابراین، جریان الکتریکی هم در الکترولیت ها و هم در گازها رانشی از ذرات باردار مخالف است که به سمت الکترودهای مخالف هدایت می شوند. با این حال، در حالی که الکترولیت ها با رسانایی صرفا یونی مشخص می شوند، در تخلیه گاز با ترکیبیانواع رسانایی الکترونیکی و یونی، نقش اصلی به الکترون ها تعلق دارد. تفاوت دیگر بین جریان الکتریکی در مایعات و گازها ماهیت یونیزاسیون است. در الکترولیت، مولکول های یک ترکیب محلول در آب تفکیک می شود، اما در گاز، مولکول ها تجزیه نمی شوند، بلکه فقط الکترون ها را از دست می دهند. بنابراین، تخلیه گاز، مانند جریان در فلزات، با تغییرات شیمیایی مرتبط نیست.
فیزیک جریان الکتریکی در مایعات و گازها نیز یکسان نیست. رسانایی الکترولیت ها به طور کلی از قانون اهم پیروی می کند، اما در هنگام تخلیه گاز مشاهده نمی شود. مشخصه ولت آمپر گازها ویژگی بسیار پیچیده تری دارد که با خواص پلاسما مرتبط است.
شایان ذکر است ویژگی های کلی و متمایز جریان الکتریکی در گازها و در خلاء. وکیوم تقریبا یک دی الکتریک کامل است. "تقریبا" - زیرا در خلاء، با وجود عدم وجود (به طور دقیق تر، غلظت بسیار کم) حامل های شارژ رایگان، جریان نیز امکان پذیر است. اما حامل های بالقوه در حال حاضر در گاز وجود دارند، آنها فقط باید یونیزه شوند. حامل های بار از ماده به خلاء آورده می شوند. به عنوان یک قاعده، این در فرآیند انتشار الکترون رخ می دهد، به عنوان مثال، زمانی که کاتد گرم می شود (گسیل ترمیونی). اما، همانطور که دیدیم، انتشار نیز نقش مهمی در انواع مختلف تخلیه گاز ایفا می کند.
استفاده از تخلیه گاز در فناوری
اثرات مضر ترشحات خاص قبلاً به طور خلاصه در بالا مورد بحث قرار گرفته است. حالا بیایید به مزایایی که در صنعت و زندگی روزمره به ارمغان می آورند توجه کنیم.
تخلیه براق در مهندسی برق استفاده می شود(تثبیت کننده های ولتاژ)، در فناوری پوشش (روش کندوپاش کاتد بر اساس پدیده خوردگی کاتد). در الکترونیک از آن برای تولید پرتوهای یونی و الکترونی استفاده می شود. یکی از زمینه های شناخته شده کاربرد تخلیه درخشش لامپ های فلورسنت و به اصطلاح اقتصادی و لوله های تخلیه نئون و آرگون تزئینی است. علاوه بر این، تخلیه درخشش در لیزرهای گازی و در طیف‌سنجی استفاده می‌شود.
تخلیه جرقه در فیوزها، در روشهای الکتروفرسایشی پردازش فلزات دقیق (برش جرقه، حفاری و غیره) استفاده می شود. اما بیشتر به دلیل استفاده در شمع موتورهای احتراق داخلی و در لوازم خانگی (اجاق گاز) شناخته شده است.
تخلیه قوس، که برای اولین بار در سال 1876 در فناوری روشنایی مورد استفاده قرار گرفت (شمع یابلوچکوف - "نور روسی")، هنوز هم به عنوان منبع نور عمل می کند - به عنوان مثال، در پروژکتورها و نورافکن های قدرتمند. در مهندسی برق از قوس در یکسو کننده های جیوه استفاده می شود. علاوه بر این، در جوشکاری الکتریکی، برش فلز، کوره های الکتریکی صنعتی برای ذوب فولاد و آلیاژ استفاده می شود.
تخلیه کرونا در رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیک برای تمیز کردن گاز یونی، شمارنده ذرات بنیادی، صاعقه‌گیرها، سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شود. تخلیه کرونا در دستگاه‌های کپی و چاپگرهای لیزری نیز کار می‌کند، جایی که درام حساس به نور را شارژ و تخلیه می‌کند و پودر را از درام به کاغذ منتقل می‌کند.
بنابراین، تخلیه‌های گاز از همه نوع بیشترین میزان را دارندکاربرد گسترده جریان الکتریکی در گازها به طور موفقیت آمیزی و به طور موثر در بسیاری از زمینه های فناوری استفاده می شود.
