Терміном газовий розряд користуються, коли хочуть сказати, що в газоподібному середовищі протікає електричний струм, Електричні струми в газах різноманітні у багатьох відношеннях. Вони можуть відрізняться між собою не тільки за величиною і тривалості, а й по тим, що відбувається в них фізичних процесів, в першу чергу у тих процесах, якими обумовлена електрична провідність газу, тобто появи в ньому вільних носіїв заряду. Різниця в механізмі виникнення і підтримування провідності відбивається як у зовнішньому вигляді явища (тобто в інтенсивності, спектрі, просторовому і тимчасовому розподілі його випромінювання), так і в його електричних характеристиках зовнішніх (вольтамперная, вольтсекундная і т.д.) і внутрішніх (просторове і тимчасовий розподіл електричного поля, щільності струму, об'ємних зарядів, концентрації електронів іонів і т.д.).
Зважаючи на таке різноманіття видів струмів в газах, систематичне вивчення їх потребує класифікації, яку природно проводити або його зовнішнім (феноменологічним) ознакою різних видів струму, або по суті відбуваються фізичних процесів.
Токи провідності в газах діляться на самостійні і несамостійні. Цей поділ пов'язано з основною властивістю газу бути ізолятор струму в нормальному стані. Внаслідок цієї властивості газу для виникнення в ньому струму провідності потрібно:
- поява в газі вільних носіїв заряду (електронів та іонів), тобто виникнення провідності;
- повідомлення цих носіїв спрямованого руху.
Якщо в газі накладене на нього електричне поле здійснює обидві функції в такій мірі, що для забезпечення струму, досить підтримувати тільки це поле, то такий струм називається самостійним. У випадках, коли для підтримки струму в газі необхідний зовнішній джерело іонізації і усунення якого наводить зникнення струму, струм називається несамостійним.
Самостійні струми, як і всі фізичні явища, можна розділити за основним критерієм динаміки по протіканню явища часу на усталені і несталі.
До несталим (стаціонарним) струмам слід відносити тільки струми, сила яких не змінюється з плином часу (i = const), а всякий струм сила якого змінна в часі вважають несталими.
Зручно виділити 3 типи стаціонарного газового розряду (струму), в залежності від змінного їм струму:
- Таунсендовскій. або темний розряд (струм розряду не вище 10-6А).
Це самостійний струм, що протікає в однорідному або слабо неоднорідному полі. Щільність цього струму настільки мала, що він не супроводжується помітним світінням (звідси назва); має місце переважно при низькому тиску газу.
- Тліючий розряд (струм приблизно от10-6 до 10-1 А).
Електричне поле володіє найбільшою напруженістю в обмеженій області катода. Для цього виду розряду вірно рівність
Uk катодного потенціалу;
Ui іонізований потенціал газу.
Виникає при низькому тиску.
- Дугового розряд (струм близько 10-1 А і вище)
Електричне поле також володіє найбільшою напруженістю. Але для цього розряду характерно наступної нерівність
Нестаціонарні розряди, або іскри можуть виникати в широкому діапазоні струмів і тисків. До них можна віднести В4 струми (високоякісні). Наприклад, факельний розряд - В4 ток при високому тиску. Однак класифікувати, нестаціонарні розряди нелегко, але в принципі в цьому і немає необхідності.
Поява самостійного струму в газі (пробій газу), званий також запалюванням, пов'язаний з появою значної провідності в газі, що раніше не проводив зовсім. Для початку пробою необхідно, щоб в газовому проміжку були вільні носії заряду електрони, іони (хоча б один електрон). Тут можливі два випадки:
- вільні носії заряду з'являються під дією стороннього чинника (таким чином відбувається перехід несамостійного іона в самостійний.
- вільні носії залишилися від попереднього проходження самостійного струму випадок повторного запалювання.
Пробій газу відбувається за час руху електронних лавин і може бути порядку 10-7 сек. і навіть менше.
Процесом, зворотним виникненню самостійного струму в газі його походження (гасіння). З ним пов'язано явище залишкової провідності і її розпаду (деионизации газу), а також відмінності.