Teoría de la corriente de la descomposición eléctrica de los gases.

La palabra "fluir" en sí misma se traduce como "flujo". En consecuencia, un «streamer» es un conjunto de delgados canales ramificados a través de los cuales se mueven electrones y átomos de gases ionizados en una especie de flujo. De hecho, la serpentina es un precursor de una descarga de corona o chispa en condiciones de presión de gas relativamente alta y separación de electrodos relativamente grande.

Los canales brillantes ramificados de la serpentina se alargan y finalmente se superponen, cierran el espacio entre los electrodos: se forman filamentos conductores continuos (chispas) y canales de chispa. La formación de un canal de chispas va acompañada de un aumento de la corriente en él, un fuerte aumento de la presión y la aparición de una onda de choque en el límite del canal, que escuchamos como un crepitar de chispas (truenos y relámpagos en miniatura).

La cabeza de la serpentina, ubicada en la parte delantera del hilo del canal, brilla más intensamente. Dependiendo de la naturaleza del medio gaseoso entre los electrodos, la dirección de desplazamiento de la cabeza del cable de transmisión puede ser una de dos cosas, distinguiendo así los cables de transmisión anódicos y catódicos.

En general, una serpentina es una etapa de destrucción que se encuentra entre una chispa y una avalancha. Si la distancia entre los electrodos es pequeña y la presión del medio gaseoso entre ellos es baja, entonces la etapa de avalancha pasa por alto la serpentina y va directamente a la etapa de chispa.

A diferencia de la avalancha de electrones, la serpentina se caracteriza por una alta velocidad (alrededor del 0,3% de la velocidad de la luz) de propagación de la cabeza de la serpentina al ánodo o cátodo, que es muchas veces mayor que la velocidad de deriva de electrones simplemente en un campo eléctrico externo.

A la presión atmosférica ya una distancia de 1 cm entre los electrodos, la velocidad de propagación de la cabeza de la serpentina catódica es 100 veces mayor que la velocidad de una avalancha de electrones. Por esta razón, la serpentina se considera como una etapa separada de descomposición preliminar de una descarga eléctrica en un gas.

Heinz Ratner, experimentando en 1962 con una cámara Wilson, observó la transición de una avalancha a una serpentina. Leonard Loeb y John Meek (así como Raettner de forma independiente) propusieron un modelo de serpentina que explica por qué la descarga autosostenida se forma a un ritmo tan alto.

El hecho es que dos factores conducen a una alta velocidad de movimiento de la cabeza del streamer. El primer factor es que el gas frente a la cabeza está excitado por la radiación resonante, lo que conduce a la aparición de los llamados. Electrones libres en semillas durante la reacción de ionización asociativa.

Los electrones semilla se forman a lo largo del canal de manera más eficiente de lo que ocurriría en la fotoionización directa.El segundo factor es que la intensidad del campo eléctrico de la carga espacial cerca de la cabeza del cable sísmico excede la intensidad del campo eléctrico promedio en el espacio, logrando así una alta tasa de ionización durante la propagación del frente del cable sísmico.

La figura de arriba muestra un diagrama de la formación de una serpentina catódica. Cuando la cabeza de la avalancha de electrones alcanzó el ánodo, detrás de él todavía había una cola en el espacio entre electrodos en forma de nube de iones. Aquí, debido a la fotoionización del gas, aparecen avalanchas hijas, que se adhieren a esta nube de iones positivos. La carga se vuelve cada vez más densa, y de esta manera se obtiene un flujo de carga positiva que se propaga a sí mismo: la propia serpentina.

Teóricamente, en este punto en el espacio entre los electrodos, donde la avalancha se convierte en una serpentina, en un momento determinado hay un punto donde el campo eléctrico total (el campo eléctrico creado por los electrodos y el campo de carga espacial de la cabeza de la serpentina ) desaparece. Se supone que este punto se encuentra a lo largo del eje de la avalancha. Básicamente, el frente de la serpentina es una onda de ionización no lineal, una onda de carga espacial que surge en el espacio libre como una onda de combustión.

Para la formación del frente de la corriente catódica, la emisión de radiación fuera de los límites del espacio entre los electrodos es esencial.En el momento en que la intensidad del campo eléctrico en la cabeza del cable sísmico alcanza un valor crítico, que corresponde al comienzo de la fuga de electrones, el equilibrio local entre el campo eléctrico y la distribución de la velocidad de los electrones se altera, lo que en general complica enormemente el modelo del cable sísmico. avería eléctrica del gas.