Тліючий розряд — тип газового розряду із неоднорідним розподілом електричного поля між катодом і анодом - це самостійний розряд, в якому катод випромінює електрони внаслідок бомбардування позитивними йонами й високоенергетичними світловими квантами.

При тліючому розряді проміжок між катодом і анодом розділяється на області, що характеризуються різною яскравістю, і в яких відбуваються різні процеси. Основний спад напруги при тліючому розряді відбувається поблизу катода. Його називають катодним падінням потенціалу.

Подивимося, що собою являє тліючий розряд. Якщо вивчити його зовнішній прояв, то можна встановити дві області - що не світиться і світиться. Несвітлювана називається темним катодним простором, а світиться - позитивним стовпом, і вона займає практично весь обсяг трубки.

Однак це далеко не всі можливі області застосування тліючого розряду. Є такі галузі, як лазерна техніка і плазмохімія. Крім того, завдяки застосуванню тліючого розряду проводиться зміцнення поверхні інструменту для підвищення його зносостійкості, твердості, опору кавітації.

Розгляд електричного струму в газах дозволив встановити механізм його виникнення, в тому числі і зрозуміти, що собою являє тліючий розряд.

Тліючий розряд виникає в газорозрядному проміжку тоді, коли поряд з малою густиною струму на поверхні катода, малим є також і тиск газу або пари металу (1,6-103 Па ). Якщо такий розряд виникає у довгій циліндричній трубці і його живлення забезпечується від джерела постійного струму, то в ньому можна чітко виділити вісім областей, які послідовно слідують одна за одною. Їх заведено називати так:

У тліючому газовому розряді особливе значення для його підтримки мають лише дві його частини: катодний темний простір і тліюче світіння. У катодному темному просторі відбувається сильне прискорення електронів і позитивних іонів, які вибивають електрони з катода (вторинна емісія). В області тліючого світіння ж відбувається ударна іонізація електронами молекул газу. Утворені при цьому позитивні іони спрямовуються до катода і вибивають з нього нові електрони, які, у свою чергу, знову іонізують газ і т. д. Таким чином безперервно підтримується тліючий розряд. Змінювання електричного потенціалу вздовж розрядної трубки при тліючому розряді:

Збільшення катодного падіння потенціалу (напруги) може призвести до значних втрат потужності поблизу катода, Pk=UкI. Тому використання тліючого розряду в джерелах світла буває доцільним тоді, коли падіння напруги біля катода складає в джерелі світла незначну частину від повної напруги на розрядній трубці, тобто коли вона є досить високою. Доцільним також є використання тліючого розряду в джерелах світла, для яких питання економічності істотного значення не мають, зокрема, в лампах тліючого світіння. Анодне падіння напруги Ua при тліючому розряді в 5-12 разів менше від катодного Uk.

Під дією електричного поля вільні електрони рухаються в бік анода.  Проте надходження електронів в міжелектродний проміжок з катода обмежене існуючою емісією і тому поблизу катода (в області круксового темного простору) виникає значний нескомпенсований позитивний заряд. Цей заряд і спричинює при тліючому розряді значне підвищення різниці потенціалів поблизу катода. Визначається ця різниця потенціалів, як і спричинена нею холодна емісія з катода, значеннями струму розряду, який установлюється.

Після вильоту з катода електрони втрачають значну частину своєї енергії на виконання роботи виходу і тому мають настільки малі швидкості, що виявляються нездатними ні іонізувати, ні збуджувати атоми і молекули газу. Для того, щоб набути достатню для цього енергію, вони повинні пролетіти в електричному полі певну відстань. Тому поруч з катодом і знаходиться темна область, яка названа астоновим темним простором.

У сильному електричному полі  поблизу катода електрони, що вилітають з катода, швидко  накопичують кінетичну енергію, достатню для  ударної іонізації атомів  і молекул газу.  В результаті в  круксовому темному просторі розряду з’являється велика кількість нових електронів, в  тому числі і вторинних. Темним  же цей простір є тому, що  електрони в ньому завдяки  великій набутій кінетичній енергії викликають в  основному іонізацію атомів і молекул  газу, а  не  їхнє збудження.  Малоймовірною  є  також і  рекомбінація позитивних  іонів  і електронів, коли вони мають велику швидкість.  

Після виходу з області негативного світіння більшість електронів через витрату ще частини енергії виявляються нездатними іонізувати та збуджувати атоми і молекули газу. Цим пояснюється наявність в розряді темного фарадеєвого простору. Далі завдяки прискорюванню електричним полем електрони знову накопичують енергію, достатню для збудження і навіть іонізації атомів і молекул газу. Проте це накопичування енергії електронами через значно меншу напруженість електричного поля, ніж поблизу катода, відбувається на значно довшій частині їхнього шляху до анода, тобто поступово. В результаті в області стовпа розряду виникає досить інтенсивне випромінювання і ця область розряду є такою, що світиться.

Назаров Матвій, 8-А