Одним из основных типов газового разряда, формирующимся, как правило, при низком давлении и малом токе, является тлеющий разряд. Главные четыре области разрядного пространства, характерные для тлеющего разряда, это: 1 – катодное тёмное пространство; 2 – тлеющее свечение; 3 – фарадеево тёмное пространство; 4 – положительный столб. Области 1-3 находятся вблизи катода и образуют катодную часть разряда, в которой происходит резкое падение потенциала (катодное падение), связанное с большой концентрацией положительных ионов на границе областей 1-2. В области 2 электроны, ускоренные в области 1, производят интенсивную ударную ионизацию. Тлеющее свечение обусловлено рекомбинацией ионов и электронов в нейтральные атомы или молекулы. Для положительного столба разряда вследствие постоянной и большой концентрации электронов характерны незначительное падение потенциала в нём, свечение, вызываемое возвращением возбуждённых молекул (атомов) газа в основное состояние (состояние с наинизшей возможной энергией), и большая электропроводность.
Стационарность в положительном столбе объясняется взаимной компенсацией процессов образования и потерь заряженных частиц. Образование таких частиц происходит при ионизации атомов и молекул в результате столкновений с ними электронов. К потерям заряженных частиц приводит амбиполярная диффузия к стенке сосуда, ограничивающего разрядный объём, и следующая за этим рекомбинация. Диффузионные потоки, направленные не к стенке, а вдоль разрядного тока, часто ведут к образованию в положительном столбе своеобразных "слоев" (обычно движущихся).
При увеличении разрядного тока обычный тлеющий разряд становится аномальным и начинается стягивание (контракция) положительного столба. Столб отрывается от стенок сосуда, в нём начинает происходить дополнительный процесс потери заряженных частиц (рекомбинация в объёме). Предпосылкой этого является высокая плотность заряженных частиц. При дальнейшем повышении разрядного тока газ нагревается настолько, что становится возможной его термическая ионизация. Столкновения между атомами или молекулами в этом случае столь сильны, что происходит отщепление электронов. Такой разряд называется дуговым разрядом. С возрастанием тока электропроводность столба повышается, вольтамперная характеристика дугового разряда приобретает падающий характер. Следует отметить, что хотя он может "гореть" в широком диапазоне давлений газа и иных условий, в большинстве случаев дуговой разряд наблюдается при давлении порядка атмосферного.
Во всех случаях особую важность представляет участок перехода между столбом разряда и электродами, причём ситуация у катода сложнее, чем у анода. При тлеющем разряде непрерывная связь между катодом и положительным столбом обеспечивается за счёт сильного катодного падения. В самостоятельном дуговом разряде в результате сильного локального нагрева катода появляются т. н. катодные пятна. В них обычно происходит термоэлектронная эмиссия или более сложная эмиссия электронов из облака испаряющегося материала катода.

 

*****
 

Тлеющий разряд – один из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Формируется как правило при низком давлении газа и малом токе. При увеличении проходящего тока превращается в дуговой разряд. Электрическая дуга – физическое явление, один из видов электрического разряда в газе. Фактически дуга появляется следующим образом. Электроны двигаясь от отрицательного полюса к положительному проходят через переход между электрическими контактами образуя электрическую цепь. При отключении цепи, т.е. при разрыве электрических контактов электроны имея колоссальную скорость движения не могут остановиться и вылетают из электрического контакта соединенного с отрицательным полюсом. Затем они пересекают воздушную прослойку образовавшуюся между электрическими контактами и достигнув контакта соединенного с положительным полюсом продолжают своё движение к положительному полюсу тем самым сохраняя электрическую цепь. Воздушная прослойка образованная разрывом электрических контактов и находящаяся между этими контактами по сути своей является диэлектриком. Как следствие, проход по ней электронов равносилен появлению в цепи хрупкого сопротивления которое нагревается до температуры испарения металлов. Это приводит к ионизации окружающего газа и созданию своеобразного плазменного тоннеля имеющего гораздо меньшее сопротивление чем изначальная воздушная прослойка и как следствие улучшение проводимости электрической дуги.

Переход тлеющего разряда в дуговой вреден для техники. Электрическая дуга перегревает электрические контакты провоцируя их плавление и быстрый износ. Например, на электропечах вакуумно-ионной обработки для предотвращения перехода тлеющего разряда в дуговой должны применяться исправные дугогасящие устройства различного типа, принцип действия которых основан на кратковременном отключении рабочей камеры от источника электропитания.