气体传导率

气体通常是良好的电介质（例如清洁的非电离空气）。但是，如果气体中含有混有有机和无机颗粒的水分并同时被电离，则它们会导电。

在所有气体中，甚至在对其施加电压之前，总会有一定数量的带电粒子（电子和离子）处于随机热运动中。这些可以是带电的气体粒子，也可以是带电的固体和液体粒子——例如，在空气中发现的杂质。

气态电介质中带电粒子的形成是由外部能源（外部电离器）的气体电离引起的：宇宙射线和太阳射线、地球的放射性辐射等。

气体的电导率主要取决于它们的电离程度，这可以通过不同的方式进行。通常，气体的电离是中性气体分子释放电子的结果。

从气体分子中释放出的电子在气体的分子间空间混合，在这里，根据气体的种类，它可以保持相对较长的运动“独立性”（例如，在此类气体中，氢激H2 , 氮 n2) 或者 , 相反, 快速穿透中性分子, 将其变成负离子 (例如, 氧气).

气体电离的最大效果是通过用X射线、阴极射线或放射性物质发出的射线照射它们来实现的。

夏季大气中的空气在阳光的影响下非常强烈地电离。空气中的水分凝结在其离子上，形成带电的最小水滴。最终，伴随着闪电的雷云是由单个带电水滴形成的，即。大气电的放电。

外部电离器使气体电离的过程是它们将部分能量传递给气体原子。在这种情况下，价电子获得额外的能量并与其原子分离，成为带正电的粒子——正离子。

形成的自由电子可以在气体中长时间保持独立运动（例如，在氢气、氮气中），或者在一段时间后附着在电中性原子和气体分子上，将它们变成负离子。

气体中带电粒子的出现也可能是由于金属电极在加热或暴露于辐射能时从表面释放电子而引起的。在扰动的热运动中，一些带相反电荷（电子）和带正电荷（离子）的粒子相互结合，形成电中性原子和气体分子。这个过程称为修复或重组。

如果在金属电极（圆盘、球）之间封闭一定体积的气体，则当向电极施加电压时，电力将作用于气体中的带电粒子——电场强度。

在这些力的作用下，电子和离子将从一个电极移动到另一个电极，从而在气体中产生电流。

气体中的电流越大，单位时间内在气体中形成的不同介电质的带电粒子越多，它们在电场力作用下的速度就越大。

很明显，随着施加到给定体积气体的电压增加，作用在电子和离子上的电力增加。在这种情况下，带电粒子的速度增加，因此气体中的电流增加。

作为施加到气体体积的电压的函数的电流大小的变化以称为伏安特性的曲线的形式以图形方式表示。

气态电介质的电流-电压特性

电流-电压特性表明，在弱电场区，当作用在带电粒子上的电力较小时（图中区域I），气体中的电流与施加电压的大小成正比增加.在这个区域，电流根据欧姆定律变化。

随着电压进一步增加（区域 II），电流和电压之间的比例关系被打破。在这个区域，传导电流不依赖于电压。在这里，能量是从带电的气体粒子——电子和离子中积累的。

随着电压的进一步增加（区域 III），带电粒子的速度急剧增加，因此它们经常与中性气体粒子发生碰撞。在这些弹性碰撞中，电子和离子将它们积累的一些能量转移给中性气体粒子。结果，电子从它们的原子中剥离。在这种情况下，会形成新的带电粒子：自由电子和离子。

由于飞翔的带电粒子经常与气体的原子和分子碰撞，新带电粒子的形成非常密集。这个过程称为冲击气体电离。

在碰撞电离区（图中III区），气体中的电流迅速增加，电压增加最小。气态电介质中的碰撞电离过程伴随着气体体积电阻的急剧下降和增加 介电损耗角正切.

自然地，气态电介质可以在低于发生碰撞电离过程的那些值的电压下使用。在这种情况下，气体是非常好的电介质，其中体积比电阻非常高（1020 欧姆）x cm）并且介电损耗角的正切非常小（tgδ ≈ 10-6）。因此，气体，尤其是空气，被用作示例电容器、充气电缆和 高压断路器.

气体在电绝缘结构中作为电介质的作用

在任何绝缘结构中，空气或其他气体在某种程度上作为绝缘元素存在。架空线（VL）、汇流排、变压器终端和各种高压设备的导体之间由间隙隔开，其中唯一的绝缘介质是空气。

破坏这种结构的介电强度既可能是由于制造绝缘体的电介质的破坏，也可能是由于在空气中或电介质表面放电造成的。

与导致其完全失效的绝缘体击穿不同，表面放电通常不会伴随失效。因此，如果绝缘结构的表面重叠电压或空气中的击穿电压小于绝缘体的击穿电压，那么这种结构的实际介电强度将由空气的介电强度决定。

在上述情况下，空气作为绝缘结构位于其中的天然气介质是相关的。此外，空气或其他气体常被用作主要绝缘材料之一，用于绝缘电缆、电容器、变压器和其他电气设备。

为确保绝缘结构的可靠和无故障运行，有必要了解各种因素如何影响气体的介电强度，例如电压的形式和持续时间、气体的温度和压力、气体的性质电场等

请参阅本主题： 气体中放电的类型