И́МПУЛЬСНЫЙ РАЗРЯ́Д

И́МПУЛЬСНЫЙ РАЗРЯ́Д, элек­трич. раз­ряд в ди­элек­трич. сре­де (ва­куу­ме, га­зах, жид­ко­стях и твёр­дых ди­элек­три­ках), воз­ни­каю­щий при воз­дей­ст­вии крат­ко­вре­мен­но­го им­пуль­са на­пря­же­ния, дли­тель­ность ко­то­ро­го срав­ни­ма или мень­ше дли­тель­но­сти ус­та­нов­ле­ния ста­цио­нар­ной фор­мы го­ре­ния раз­ря­да. Вре­мя про­те­ка­ния И. р. ус­лов­но де­лят на пред­про­бой­ную ста­дию (вре­мя за­паз­ды­ва­ния $t_з$) и ста­дию про­боя. Вре­мя за­паз­ды­ва­ния про­боя – это ин­тер­вал от мо­мен­та при­ло­же­ния к ме­жэ­лек­трод­но­му про­ме­жут­ку на­пря­же­ния ста­тич. про­боя $U_{ст}$ до на­ча­ла спа­да на­пря­же­ния на элек­тро­дах.

Для И. р. в га­зе ин­тер­вал $t_з$ ус­лов­но раз­би­ва­ют на ста­ти­стич. вре­мя за­паз­ды­ва­ния $t_с$, в те­че­ние ко­то­ро­го в ме­жэ­лек­трод­ном про­ме­жут­ке (обыч­но на ка­то­де) по­яв­ля­ет­ся хо­тя бы один элек­трон, вы­зы­ваю­щий раз­ви­тие элек­трон­ной ла­ви­ны, и вре­мя фор­ми­ро­ва­ния про­боя $t_ф\, (t_з = t_с + t_ф)$. При­ну­ди­тель­но ини­ции­руя элек­тро­ны, напр. об­лу­чая ме­жэ­лек­трод­ный за­зор, мож­но до­бить­ся вы­пол­не­ния ус­ло­вия $t_с≪t_ф$. То­гда дли­тель­ность пред­про­бой­ной ста­дии $t_з$ оп­ре­де­ля­ет­ся пре­вы­ше­ни­ем при­кла­ды­вае­мо­го к про­ме­жут­ку на­пря­же­ния $U_0$ над $U_{ст}$. Это пре­вы­ше­ние ха­рак­те­ри­зу­ет­ся т. н. ко­эф. им­пуль­са $β = (U_0-U_{ст})/U_{ст}$.

При $β⩾1$ и от­сут­ст­вии при­ну­ди­тель­но­го ини­ции­ро­ва­ния элек­тро­нов в ря­де слу­ча­ев для И. р. в га­зе $t_з ≈ t_с$. В та­ких ус­ло­ви­ях из­ме­ре­ния $t_з$ по­зво­ля­ют су­дить о ста­ти­сти­ке воз­ник­но­ве­ния ини­ции­рую­щих элек­тро­нов в ме­жэ­лек­трод­ном про­ме­жут­ке.

Ме­ха­низм фор­ми­ро­ва­ния И. р. в га­зе и осо­бен­но­сти его го­ре­ния в ста­дии про­боя в зна­чит. сте­пе­ни оп­ре­де­ля­ют­ся ус­ло­вия­ми раз­ви­тия пер­вич­ных элек­трон­ных ла­вин (см. Ла­ви­на элек­трон­ная). В ус­ло­ви­ях $U_0 ≈ U_{ст}\, (β = 0)$ внеш­нее элек­трич. по­ле обыч­но не ис­ка­жа­ет­ся про­стран­ст­вен­ным за­ря­дом пер­вич­ной элек­трон­ной ла­ви­ны. Раз­ряд раз­ви­ва­ет­ся за счёт вто­рич­ных и по­сле­дую­щих ла­вин, ко­то­рые ини­ции­ру­ют­ся элек­тро­на­ми, вы­би­ты­ми с по­верх­но­сти ка­то­да при её бом­бар­ди­ров­ке ио­на­ми и фо­то­на­ми. Та­кой ме­ха­низм раз­ви­тия про­боя на­зы­ва­ют та­ун­сен­дов­ским. В ре­зуль­та­те про­боя при низ­ких дав­ле­ни­ях фор­ми­ру­ет­ся ста­цио­нар­ный тлею­щий раз­ряд, а при по­вы­шен­ных дав­ле­ни­ях – ис­кро­вой.

Для по­вы­шен­ных на­пря­же­ний $U_0\, (β⩾0,2)$ ха­рак­те­рен од­но­ла­вин­ный ме­ха­низм про­боя. В этом слу­чае элек­трон­ная ла­ви­на на дли­не мень­шей ме­жэ­лек­трод­но­го рас­стоя­ния на­би­ра­ет кри­тич. чис­ло элек­тро­нов $N_к$, что спо­соб­ст­ву­ет бы­ст­ро­му рас­про­стра­не­нию в на­прав­ле­нии ано­да и ка­то­да сла­бо­про­во­дя­щих плаз­мен­ных об­ра­зо­ва­ний (стри­ме­ров). На ста­дии про­боя та­кие об­ра­зо­ва­ния фор­ми­ру­ют вы­со­ко­про­во­дя­щий ис­кро­вой ка­нал.

Ес­ли раз­ряд ини­ции­ру­ет­ся боль­шим чис­лом элек­тро­нов, то воз­мож­но вза­им­ное про­стран­ст­вен­ное пе­ре­кры­тие элек­трон­ных ла­вин ещё до то­го, как чис­ло элек­тро­нов $N$ в ла­ви­не дос­ти­га­ет $N_к$. При этом в на­чаль­ной ста­дии про­боя в ши­ро­ком диа­па­зо­не из­ме­не­ний $β$ реа­ли­зу­ет­ся тлею­щий раз­ряд, ко­то­рый че­рез $10^{–7}–10^{–6}$ с пе­ре­хо­дит в ис­кро­вой.

И. р. ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся для соз­да­ния спец. ис­точ­ни­ков све­та (лам­пы для оп­тич. на­кач­ки ла­зе­ров, эта­лон­ные ис­точ­ни­ки све­та и др.), в га­зо­раз­ряд­ной элек­тро­ни­ке, элек­тро­тех­ни­ке.