Bài 15. Dòng điện trong chất khí

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
tiết: 32-33
1. SỰ PHÓNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ:
+
-
Điện kế
Thí nghiệm: Chất khí:
Kết quả thí nghiệm
- Ngọn lửa, tia tử ngoại làm chất khí dẫn điện
→ ngọn lửa, tia tử ngoại tạo ra hạt tải điện trong chất khí.
- Bình thường không dẫn điện
vì không có hạt tải điện.
+
+
+
-
Quá trình ion hóa chất khí do đốt nóng.
2. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ :
a/Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa:
Quá trình ion hóa chất khí do chiếu sáng bằng tia tử ngoại
+
-
-
-
+
1
các hạt mang điện gì được tạo ra trong chất khí ?
+
+
+
-
Các hạt mang điện chuyển động thế nào
khi chưa có điện trường ?
-
+
+
+
-
-
+
_
Các hạt mang điện chuyển động thế nào
khi có điện trường ?
2
2. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ :
a/Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa:
+ Tác nhân ion hóa: ngọn lửa, tia tử ngoại…
+ Các phân tử khí bị ion hóa thành: ion dương, ion âm, êlectron.
+ Khi chưa có điện trường:
Các ion dương, ion âm, êlectron chuyển động tự do
+ Khi có điện trường:
b/ Bản chất dòng điện trong chất khí: Dòng điện trong chất khí là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, electron ngược chiều điện trường
Ion dương về cực âm, ion âm và êlectron về cực dương
1
2
+ Đồ thị của cường độ dòng điện trong chất khí
Ub
Uc
Ibh
U
I
0
+ U < Ub : U tăng  I tăng
+ Uo < U < Uc: I đạt giá trị bảo hòa I = Ibh
+ U > Uc : U tăng  I tăng vọt lên. Lúc này dù có ngừng tác dụng của tác nhân ion hóa, sự phóng điện vẫn được duy trì túc là có sự phóng điện tự lực (hay phóng điện duy trì)
+ Quá trình dẫn điện trong chất khí thường kèm theo sự phát sáng
3/ Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí và hiệu điện thế:
0
+
1
2
3
+
+
+
+
+
+
+
+ Hiện tượng ?
+ Khi điện trường đủ mạnh, êlectron di chuyển nhanh va chạm với các phân tử khí và gây ion hóa nên tạo số hạt tải điện trong chất khí càng lúc càng tăng.
3/ Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí và hiệu điện thế:
4. Các dạng phóng điện trong không khí ở áp suất bình thường
Định nghĩa: Tia lửa điện là quá trình tự lực xảy ra trong chất khí khi có tác dụng của điện trường đủ mạnh để làm ion hóa khí, biến phân tử khí trung hòa thành ion dương và êlectron tự do
- Điều kiện để hình thành tia lửa điện trong không khí khi điện trường có cường độ: 3. 106V/m
- Tia lửa điện được ứng dụng để: Làm cột thu lôi, trong bugi
a/ Tia lửa điện (tia điện)
Tia lửa điện được ứng dụng để làm cột thu lôi (cột chống sét)
Tia lửa điện được ứng dụng trong bugi
4. Các dạng phóng điện trong không khí ở áp suất bình thường
b/ Sét: Sét phát sinh do sự phóng điện giữa các đám mây tích điện trái dấu hoặc giữa một đám mây tích điện với mặt đất tạo thành tia lửa điện khổng lồ.
- Hiệu điện thế gây sát có thể đạt tới 108- 109V và cường độ dòng điện trong sét có thể đạt tới 10000-50000A
- Tiếng sấm xảy ra khi có sự phóng điện giữa hai đám mây
- Tiếng sét xảy ra khi có sự phóng điện giữa đám mây và mặt đất.
c/ Hồ quang điện: - là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn.
- Hồ quang điện được ứng dụng trong việc hàn điện, luyện kim, dùng làm nguồn ánh sáng mạnh, đèn huỳnh quang, điều chế axit nitric…
c/ Hồ quang điện
Hồ quang điện tạo ra 1 cung lửa sáng chói nối liền giữa 2 cực
- Điều kiện tạo ra hồ quang điện:
3/ Ứng dụng: (Sgk)
+ Hiệu điện thế giữa 2 cực khoảng 50 V.
Vẽ hình
dương cực bị mòn dần
Hồ quang điện gây ion hóa chất khí, ion dương đập vào làm cực âm phát xạ nhiệt e-, e- đập vào nên cực dương bị nóng đỏ ( t = 3500o C) và mòn dần.
Ảnh hồ quang điện
Hồ quang điện dùng trong hàn điện
10
DC
0
4
8
-
0
4
8
+
-
10
Thí nghiệm về hồ quang điện
chấn lưu ( tran-phô)
stăcte ( con chuột)
Hồ quang điện dùng trong đèn huỳnh quang
5. Sự phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp
- Sự phóng điện thành miền xảy ra khi áp suất trong ống từ 1- 0,01mmHg và hiệu điện thế giữa hai cực khoảng vài trăm vôn.
- Có hai miền chính: + Miền tối catốt
+ Cột sáng anôt
- Khi áp suất trong ống giảm đến 0,01- 0,001mmHg thì miền tối catôt choán đầy ống
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP:
+ Xem câu 1, 2, 3 Sách giáo khoa.
+ Làm các bài tập 1, 2 và 3 Sách giáo khoa.