Bài 15. Dòng điện trong chất khí

Kiểm tra bài cũ
Em hãy cho biết điều kiện để có dòng điện trong một môi trường?
ĐK 1
ĐK 2
Có các hạt mang điện
Điện trường ngoài định hướng cho các điện tích CĐ có hướng
Có sẵn trong môi trường
Bài 15( PPCT tiết 47- 48)
Dòng điện trong chất khí
I. Chất khí:
1.Chất khí là môi trường cách điện
Phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa về điện
 không có hạt tải điện.
Nếu không khí dẫn điện thì:
Ôtô xe máy có chạy được không?
Các nhà máy điện ra sao?
C1
Ôtô, xe máy không thể chuyển động được vì nguồn điện để đánh lửa ở bugi bị nối tắt
Nhà máy sẽ bị chập mạch, không họat động và bị cháy.
2. Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện bình thường:
Thực ra chất khí không phải tuyệt đối không dẫn điện.
Nếu nung nóng chất khí bằng ngọn lửa hay bức xạ đèn thủy ngân thì sẽ làm tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí.
Thí nghiệm không khí dẫn điện
khi bị đốt nóng
+
e
e
e
e
+
+
e
+
Giải thích:
Electron chạy thành dòng sinh ra dòng điện
Ion dương đến bản cực âm rôì biến mất
Hạt tải điện là hạt giúp cho việc dẫn điện
Tác nhân ion hóa: là ngọn lửa, tia tử ngoại…
Sự ion hóa chất khí là tách phân tử khí trung hòa thành ion dương và electron tự do, các electron đó lại kết hợp với các phân tử trung hòa thành ion âm.
1. Thí nghiệm :
Sơ đồ thí nghiệm về sự phóng điện trong không khí.
II. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
+
+
+
+
+
+
+
Sự ion hóa chất khí
+
+
+
+
+
+
+
Sự ion hóa chất khí
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
+
-
-
+
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
-
+
+
-
+
-
+
-
+
-
Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, các electron ngược chiều điện trường. Các hạt tải điện này là do chất khí bị ion hóa sinh ra
BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
Đồ thị sự phụ thuộc của I theo U trong quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí
Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ohm
Sự phụ thuộc của I theo U
trong quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí
Đồ thị của cường độ dòng điện trong chất khí
Uo
Uc
Ibh
U
I
0
UUoU>Uc : U tăng  I tăng nhanh
III. Quá trình dẫn điện trong chất khí
Không tự lực:
Chỉ tồn tại khi ta tạo ra hạt tải điện trong khối khí ở giữa hai bản cực và biến mất khi ta dừng không tạo ra hạt mang điện
Vd: dùng tia tử ngoại.
Tự lực:
Có thể tự duy trì không cần ta chủ động tạo ra hạt tải điện
Vd: hồ quang điện, tia lửa điện.
Có 4 cách chính để dòng điện tạo ra hạt tải điện mới trong chất khí
1. Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao, khiến phân tử khí bị ion hóa
2. Điện trường trong chất khí rất lớn, khiến phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ thấp.
3. Catot bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra e (phát xạ nhiệt electron)
4. Catot không nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào làm bật e khỏi catot và trở thành hạt tải điện
Có hai kiểu phóng điện tự lực thường gặp nhất là: tia lửa điện và hồ quang điện
IV. Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện:
Tia lửa điện:
Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hòa thành ion dương và e tự do
* Điều kiện hình thành tia lửa điện
Khi E = 3.106 V/m
Ứng dụng:
Bugi: hai điện cực đặt cách nhau vào cỡ vài phần mười milimét trên một khối sứ cách điện.
Sét là tia lửa điện hình thành giữa đám mây mưa và mặt đất nên thường đánh vào các mô đất cao, ngọn cây
V. Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện:
1. Định nghĩa:
- Là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn.
- Có thể kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh
2. Điều kiện:
Dòng điện qua chất khí phải giữ được nhiệt độ cao của catôt để nó phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt electron
Ứng dụng:
Hồ quang điện có nhiều ứng dụng như: hàn điện, đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu……….