Výboje a plazma (základní pojmy 15.)

Plazma je směs elektricky nabitých a neutrálních částic v různých kvantových množstvích, které na sebe působí.

Tomuto popisu nejvíce odpovídá blesk, jehož velikost náboje může dosáhnout až 200 C. Intenzita elektrického pole země je cca 150V m^-1 a při bouřkovém období tato hodnota se několika násobně zvyšuje. Vývoj bleskového výboje se začíná předvýbojem a to ve skocích, kdy v čele předvýboje je elektron.

 Jednotlivé skoky jsou cca po 20-150m a šíří se rychlostí 5x10⁷ ms^-1. Tento předvýboj vyvolává emisi fotonů a pokračuje tak dlouho až dosáhne anody. Mezi každým skokem je časový odstup 30-60 mikro sekund.

Tedy až poslední výboj dosáhne anody - země - začne přes ionizovaný kanál proudit náboj ze země a začne tak neutralizovat záporný náboj předvýboje mračna a tak dojde i k mezielektrodovému zkratu. Pokud se v daném místě nachází - nahromadí - dostatečný náboj, tak vznikne další lavinovitý výboj a to již bez stupňovitého skokového výboje.

Stává se, že stupňovitý výboj nedosahuje země. Zde právě na vyvýšených místech se vytvoří protivýboj směřující naproti k předvýboji, který se vytvořil z mraků. V místě kde se výboje střetnou vzniká intenzivní svítící plazma, která se postupně rozšíří k mrakům a k zemi.

Průměrný proud blesku je 15kA nejvyšší je 500kA. Délka blesku může být i několik km. V rovinatých oblastech má 60-70% blesků zápornou polaritu. V horách je záporný blesk až v 90%. Plazma je vlastně čtvrtým skupenstvím hmoty a je elektricky vodivá. Výbojová plazma vyvolaná a udržovaná elektrickým proudem není úplně izotermická. Podle stupně ionizace se dělí plazma na částečně nebo úplně ionizovanou. Pokud je plazma složena z protonového a elektronového plynu pak se tato plazma nazývá binárním plynem. Dále rozlišujeme vodivost plazmy a to stejnosměrnou a vysokofrekvenční. Plazma se při působení jeví jako indukční zátěž. Charakteristické hodnoty plazmy se měří spektroskopickými a optickými metodami.