グロー放電
電子が少ないと別の暗部ができる。
イオンの運動エネルギーの一部は陰極に伝えられる。このことは、一部は、陰極に直接当たるイオンによって起こる。しかし、主要なメカニズムはそれほど直接的ではない。イオンは、もっと多数の中性ガス原子に当たり、自身のエネルギーの一部をそれらに伝える。次に、これらの中性原子が陰極に当たる。どちらの種(イオンまたは原子)が陰極に当たっても、陰極内での衝突によりこのエネルギーが再分配され、陰極から電子が放出される。この過程は二次電子放出として知られている。陰極から自由になると、電子は電界に加速されてグロー放電の大部分に入る。原子は、イオン、電子、または以前に衝突によって励起された他の原子との衝突によって励起される可能性がある。
ガス中の伝導には電子またはイオンのいずれかの電荷キャリアが必要である。電荷キャリアはガス分子の一部をイオン化することによって生成される。電流の流れの面では、グロー放電は暗放電(電流が小さい)とアーク放電(電流が大きい)の間にある。
暗放電では、ガスは紫外線や宇宙線などの放射線源によってイオン化される(キャリアが生成される)。陽極と陰極の間の電圧が高くなると、解放されたキャリアは十分なエネルギーを得ることができ、衝突したときに追加のキャリアが解放される;このプロセスがタウンゼント型電子雪崩または電子増倍である。
グロー放電では、キャリア生成過程は、陰極を離れる平均的な電子が別の電子に陰極を離れることを可能にする点に達する。たとえば、平均的な電子は、タウンゼント雪崩を介して数十のイオン化衝突を引き起こす可能性がある;結果として生じる陽イオンは陰極に向かい、陰極と衝突する陽イオンの一部は二次放出によって電子を追い出す。
アーク放電では、電子は熱電子放出と電界放出によって陰極を離れ、ガスは熱的手段によってイオン化される。
絶縁破壊電圧以下では、グローはほとんどまたは全くなく、電界は一様である。電界がイオン化を引き起こすのに十分に強くなると、タウンゼント放電が始まる。グロー放電が発生すると、陽イオンの存在によって電界が大幅に変化する;電場は陰極の近くに集中している。グロー放電は正規グローとして始まる。電流が増加すると、より多くの陰極表面がグローに関与する。陰極表面全体が関与するレベルを超えて電流が増加するとき、この放電は異常グローとして知られている。電流がさらに増加すると、他の要因が作用し、アーク放電が始まる。