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 t?i điện tự do
Đặt trong điện trường ngoài
Có sẵn trong môi trường
Hạt mang điện tự do
trong chất điện phân là
ION (+) và ION(-)
Hạt mang điện tự do
trong kim loại là
ELECTRON TỰ DO
Bài 15
Dòng điện trong chất khí
I.Chất khí là môi trường cách điện
Chất khí không dẫn điện vì các 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…
II.Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện bình thường :
Trong điều kiện bình thường chất khí không dẫn điện.
Nếu nung nóng chất khí bằng ngọn lửa ga hay bức xạ đèn thủy ngân thì chất khí trở nên dẫn điện
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
K ?T LU?N :

Ngọn lửa ga và đèn thuỷ ngân đã làm tăng mật độ hạt tải đện trong chất khí
a. Thí nghiệm :

III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
1. Sự ion hoá chất khí và tác nhân ion hoá
Sơ đồ thí nghiệm về sự phóng điện trong không khí.
+
+
+
+
+
+
+
Sự ion hóa chất khí
+
+
+
+
+
+
+
Sự ion hóa chất khí
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
+
-
-
+
+
-
+
-
+
-
+
-
Khi chưa đặt hiệu điện thế vào 2 điện cực thì các h?t t?i di?n dịch chuyển như thế nào ? Có dòng điện chạy qua ch?t khớ không ?
+
-
-
+
+
-
+
-
+
-
+
-
Khi giữa hai bản cực có một hiệu điện thế tức là giữa hai bản cực có một điện trường, các h?t t?i di?n chuyển động như thế nào? Có dòng điện chạy qua ch?t khớ khụng ?
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
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
2. Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí
Quá trình dẫn điện của chất khí mà ta vừa mô tả gọi là quá trình dẫn điện ( phóng điện ) không tự lực
Đặc điểm : Nó chỉ tồn tại khi ta tạo ra hạt tải điện trong khối khí ở giữa hai bản cực và biến mất khi ta ngừng việc tạo ra hạt tải điện
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.
Đoạn 0a : U Đoạn ab : Ub Đoạn bc : U>Uc : U tăng  I tăng nhanh
3. 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 chạy qua gây ra gọi 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.
IV. QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC TRONG CHẤT KHÍ VÀ ĐIỀU KIỆN ĐỂ TẠO RA QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC
Quá trình dẫn điện của chất khí có thể
tự duy trì, không cần ta chủ động tạo ra
hạt tải điện, gọi là quá trình dẫn điện
( phóng điện ) tự lực
Quá trình dẫn điện trong không 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
- dùng tia tử ngoại. Đèn gas
Tự lực:
Có thể tự duy trì không cần ta chủ động tạo ra hạt tải điện
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.


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


3. Catot bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra e (hiện tượng phát xạ nhiệt êlectron)
V. TIA LỬA ĐIỆN VÀ ĐIỀU KIỆN TẠO RA TIA LỬA ĐIỆN

1. Định Nghĩa :
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 hoà thành ion dương và êlectron tự do
2. Điều kiện taïo ra tia lửa điện

Điện tröôøng ñaït tôùi giaù trò E = 3.106 V/m
3. Ứng dụng
- Bugi: hai di?n c?c d?t c�ch nhau v�o c? v�i ph?n mu?i milim�t tr�n m?t kh?i s? c�ch di?n.
S�t l� tia l?a di?n hình th�nh gi?a d�m m�y mua v� m?t d?t n�n thu?ng d�nh v�o c�c mơ d?t cao, ng?n c�y
VI. HỒ QUANG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KIỆN TẠO RA HỒ QUANG ĐIỆN
1. Định Nghĩa :
Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn
2. Điều kiện tạo ra hồ quang điện
a. Làm cho hai điện cực nóng đỏ để phát xạ nhiệt êlectron
b. Tạo ra điện trường đủ mạnh giữa hai điện cực để ion hóa chất khí
c. Hiệu điện thế có giá trị không lớn : 40V – 50V
Đặc điểm
Trong h? quang đi?n :
- Dịng di?n ch?y qua ch?t khí ch? y?u l� dịng �lectron di t? cat?t d?n an?t, nhung cĩ m?t ph?n l� dịng ion duong di t? an?t d?n cat?t
- Các ion duong đ?p vào catốt ch�ng truy?n cho c?c này nang luợng mà chúng nhận được từ nguồn điện, làm cho catốt duy trì trạng thái nóng đỏ và có khả năng ph�t ra các êlectron ( hiện tượng phát xạ nhiệt êlectron)
- An?t thu?ng b? l�m xu?ng
3. ÖÙng duïng

Hàn điện
Làm đèn chiếu sáng
Đun chảy vật liệu
Cũng cố
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.
Câu 2 C�ch t�o ra tia lưa �iƯn l�
A. Nung nóng không khí giữa hai đầu tụ điện được tích điện.
B. Đặt vào hai đầu của hai thanh than một hiệu điện thế khoảng 40 đến 50V.
C. Tạo một điện trường rất lớn khoảng 3.106 V/m trong chân không.
D. Tạo một điện trường rất lớn khoảng 3.106 V/m trong không khí.