Bài 15. Dòng điện trong chất khí

Kiểm tra bài cũ
Em hãy cho biết điều kiện xuất hiện dòng điện trong môi trường
Điều kiện 1
Điều kiện 2
Có các hạt mang điện tự do
Đặt trong một môi trường
Có sẵn trong môi trường
Bài 15
Dòng điện trong 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:
Ô tô xe máy có chạy được không?
Các nhà máy điện ra sao?
C1
ÔTÔ xe máy không thể chuyển động được vì nguồn điện bị đánh lửa ở bugi bị nối tắt
Nhà máy sẽ bị chập mạch, không họat động và bị cháy.
Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện bình thường:
Thực ra chất khí không phải tuyệt đối không dẫn điện.(học kỹ ở phần sau).
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.
a. Thí nghiệm :
Sơ đồ thí nghiệm về sự phóng điện trong không khí.
2. SỰ PHÓNG 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
Đặc tuyến Vôn-Ampe của chất khí
Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ô�m.
Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí
vào hiệu điện thế.
9/29/2011
16
Đồ thị của cường độ dòng điện trong chất khí
Uo
Uc
Ibh
U
I
0
UUoU>Uc : U tăng  Ităng nhanh
Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện không tự lực:
Hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí do dòng điện tạo ra là hiện tượng nhân số hạt tải điện.
Sau quá trình ion hóa các electron nhận năng lượng từ điện trường E, làm cho động năng của e lớn đủ để va chạm vào các phân tử trung hòa và ion hóa nó tạo thành e mới và ion dương mới.
Quá trình dẫn điện trong không khí
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.
Không tự lực:
Có thể tự duy trì không cần ta chủ động tạo ra hạt tải điện
Vd: hồ quang điện, tia lửa điện.
4 cách chính để dòng điện tạo ra hạt tải điện mới trong không 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 điện tử)
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
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
Như mô tả trên trong hồ quang điện, các ion dương đập vào catot, truyền cho cực này năng lư
Hồ quang điện: xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hay áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có U không lớn
1. làm cho hai điện cực nóng có
2. giảm hiệu điện thế giữa hai điện cực đến giá trị không lớn
Câu 1
Chọn câu đúng:
A. Dòng điện trong chất khí là dòng các ion.
B. Dòng điện trong chất khí tuân theo định luật Ôm.
C. Dòng điện trong chất khí là dòng dịch chuyển cóhướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, electron ngược chiều điện trường.
D. Dòng điện trong chất khí ở áp suất bình thường tăng lên khi hiệu điện thế tăng.
Cũng cố