Bài 15. Dòng điện trong chất khí

Slide 1
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Kính chúc thầy cô và các bạn
có một tiết học
sôi nổi và hiệu quả
Slide 2
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
BÀI 15:Dòng điện trong chất khí

Chuẩn bị và trìnhbày:
Hoàng Hà
Tổ 2
Lớp 11 Tin
Slide 3
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
KIỂM TRA BÀI CŨ
1.Nêu loại hạt tải điện trong chất điện phân?
2.Nguyên nhân tạo ra hạt tải điện trong chất điện phân?
3.Bản chất của dòng điện trong chất điện phân?
Slide 4
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
***
Slide 5
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
Slide 6
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
AMPE kế không có hiện tượng gì xảy ra!!!
TH� NGHI?M
Slide 7
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Chất khí không dẫn điện vì: Các phần tử khí đều ở dạng trung hòa điện, do đó chất khí không có các hạt tải điện
AMPE kế không có hiện tượng gì xảy ra!
Slide 8
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ TRONG ĐIỀU KIỆN THƯỜNG
Chúng ta cùng quan sát thí nghiệm…
Slide 9
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
Thí nghi?m :
Slide 10
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
Thí nghi?m :
Slide 11
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
KẾT LUẬN
Vậy khi nào thì chất khí dẫn điện?
Chất khí có khả năng dẫn điện khi:
Dùng đèn ga để đốt nóng chất khí hoặc:
Chiếu vào chất khí chùm bức xạ tử ngoại  trong chất khí xuất hiện các hạt tải điện.
Slide 12
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
III
HIỆN TƯỢNG NHÂN SỐ HẠT TRONG QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN KHÔNG TỰ LỰC
Slide 13
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
SỰ ION HÓA CHẤT KHÍ VÀ TÁC NHÂN ION HÓA
QUAN SÁT THÍ NGHIỆM
Slide 14
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
Thí nghi?m :
Slide 15
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
Slide 16
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
+
+
+
+
-
-
-
-
Đặt một ngọn lửa đèn cồn giữa 2 bản tụ, tĩnh điện kế cho thấy, hiệu điện thế giữa 2 bản tụ giảm nhanh. Suy ra, tụ điện đã phóng điện và đã có dòng điện chạy trong không khí giữa 2 bản tụ. Vậy không khí đốt nóng đã trở nên dẫn điện.
Slide 17
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
SỰ ION HÓA:
TN ion hóa đã ion hóa các phân tử khí thành các ion dương, ion âm và electron tự do
TÁC NHÂN ION HÓA:
Ngọn lửa ga, tia tử ngoại của đèn thủy ngân
ION HÓA CHẤT KHÍ
Slide 18
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Dưới tác dụng của các tác nhân ion hóa
Một số e mới được tạo thành chuyển động tự do, hỗn độn
Một số e kết hợp với nguyên tử, phân tử trung hòa tạo ion âm
Trong chất khí xuất hiện các hạt mang điện: e, ion âm, ion dương
Một số nguyên tử hoặc phân tử khí bị mất bớt e, trở thành ion dương
Slide 19
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
+
-
-
+
+
-
+
-
+
-
+
-
KHI CHƯA CÓ ĐIỆN TRƯỜNG
Slide 20
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
+
-
-
+
+
-
+
-
+
-
+
-
KHI CÓ ĐIỆN TRƯỜNG
Slide 21
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Hiện tượng gì xảy ra đối với khối khí đã bị ion hóa khi chưa có và đã có điện trường
Slide 22
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
NHẬN XÉT
Khi chưa có điện trường, các ion và các electron chuyển động nhiệt hỗn loạn  không có dòng điện trong chất khí.
Khi có điện trường, các ion và các electron chuyển động có hướng  tạo nên dòng điện trong chất khí.
Bản chất dòng điện trong 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 ngược chiều điện trường
Slide 23
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Hiện tượng gì xảy ra trong khối khí khi mất tác nhân ion hóa?
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
Slide 24
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Khi mất tác nhân ion hóa:
Các ion dương, ion âm, và các electron trao đổi điện tích với nhau hoặc với các điện cực để trở thành các phần tử trung hòa  chất khí trở nên không dẫn điện.
Slide 25
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
ION HÓA
TÁI HỢP
Phân tử trung hòa
Electron
Ion dương
Ion âm
Slide 26
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN KHÔNG TỰ LỰC
KHÁI NIỆM:
Quá trình dẫn điện của chất khí nhờ có tác nhân ion hóa gọi là quá trình dẫn điện không tự lực.
Nó chỉ tồn tại khi ta tạo ra hạt tải điện trong khối khí giữa hi bản cực và biến mất khi ta ngừng việc tạo ra hạt tải điện.
Quá trình dẫn điện không tự lực không tuân theo định luật Ôm.
Slide 27
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
D?c tuy?n Vơn-Ampe c?a ch?t khí
Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ôm
Slide 28
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Khi UAK = 0 : không có dòng điện qua ống
(I = 0)

Slide 29
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Khi UAK  0 : có dòng điện chạy qua ống
(I  0)
Khi UAK còn nhỏ : một số hạt mang điện về đến các điện cực, một số hạt vẫn kết hợp với nhau khi gặp nhau trên đường đi của mình để trở thành phân tử trung hòa.

Slide 30
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Khi UAK tăng : số hạt mang điện về đến các điện cực tăng, dòng điện I cũng tăng.
Khi tăng UAK đến một giá trị nào đó (Ub) thì tất cả các hạt mang điện do tác nhân ion hóa tạo ra đều về đến các điện cực.
Slide 31
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Lúc đó mặc dù tiếp tục tăng UAK, I vẫn không tăng, ta nói dòng điện đã đạt giá trị bão hòa Ibh. Lúc này, nếu tắt tác nhân ion hóa thì dòng điện cũng tắt, ta nói chất khí dẫn điện không tự lực
Slide 32
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Khi tăng UAK đến một giá trị UC nào đó thì I tăng rất nhanh khi tăng UAK; lúc này cho dù tắt tác nhân ion hóa, dòng điện vẫn được duy trì, ta nói chất khí dẫn điện tự lực.

Slide 33
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Bạn có biết là tại sao không????


Slide 34
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Nguyên nhân là do lúc này cường độ điện trường trong chất khí là rất lớn, các electron thu được động năng rất lớn khi va chạm với các phân tử sẽ làm cho các phân tử bị ion hóa (gọi là ion hóa do va chạm), sau mỗi va chạm lại xuất hiện thêm một electron nữa (cùng với một ion dương).
Slide 35
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Hai electron này thu được động năng lớn lại tiếp tục làm ion hóa các phân tử khác, . . ., cứ như thế làm cho số hạt mang điện trong chất khí tăng lên rất nhanh.
Slide 36
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Mô hình mô tả đơn giản hiện tượng trên:
Slide 37
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
HIỆN TƯỢNG NHÂN SỐ HẠT TẢI ĐIỆN TRONG QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN KHÔNG TỰ LỰC
Khi dùng nguồn điện áp lớn để tạo ra sự phóng điện trong chất khí, ta thấy có hiện tượng nhân số hạt tải điện.
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.
Slide 38
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
IV
QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC TRONG CHẤT KHÍ
TIA LỬA ĐIỆN VÀ ĐIỀU KIỆN TẠO RA TIA LỬA ĐIỆN
HỒ QUANG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KIỆN TẠO RA HỒ QUANG ĐIỆN
Slide 39
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC TRONG CHẤT KHÍ
CÁC CÁCH TẠO RA QT DẪN ĐIỆN TỰ LỰC
QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC
Dẫn điện tự lực
Slide 40
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC
ĐỊNH NGHĨA:
Quá trình phóng điện tự lực trong chất khí là quá trình phóng điện vẫn tiếp tục giữ được khi không còn tác nhân ion hóa tác động từ bên ngoài.
Slide 41
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
CÁC CÁCH ĐỂ TẠO RA QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC
1
2
3
4
Dòng điện qua chất khí là nhiệt độ khí tăng rất cao, khiến phân tử khí bị ion hóa
Điện trường trong chất khí rất lớn, khiến phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ thấp
Catot bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra electron. Hiện tượng này gọi là hiện tượng phát xạ nhiệt electron
Catot không nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào làm bật electron ra khỏi catot trở thành hạt mang điện
Slide 42
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Hai quá trình phóng điện thường gặp nhất là:
Tia lửa điện
Hồ quang điện
Slide 43
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
TIA LỬA ĐIỆN VÀ ĐIỀU KIỆN TẠO TIA LỬA ĐIỆN
ĐỊNH NGHĨA
1
ĐIỀU KIỆN TẠO TIA LỬA ĐIỆN
2
ỨNG DỤNG
3
Slide 44
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
ĐỊNH NGHĨA
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 hòa thành ion dương và electron tự do.
Slide 45
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Mô hình tia lửa điện



Slide 46
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
b) Tính chất :
- Không có hình dạng nhất định, thường là một chùm tia dích dắc, có nhiều nhánh.
- Thường kèm theo tiếng nổ, trong không khí sinh ra ôzôn có mùi khét.
- Gián đoạn, không liên tục.
- Trong quá trình phóng điện, ngoài sự ion hóa do va chạm, còn có sự ion hóa chất khí do tác dụng của các bức xạ phát ra trong tia lửa điện.
Slide 47
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
ĐIỀU KIỆN TẠO RA TIA LỬA ĐIỆN
Slide 48
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Tia lửa điện phóng ra từ cuộn tesla
Slide 49
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Dùng để đốt hỗn hợp xăng không khí trong động cơ
ỨNG DỤNG
Khi trời mưa to có sấm sét, trên trời cũng có những đường như lửa điện. Vậy hiện tượng tượng sấm sét được giải thích như thế nào?
Slide 50
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Sét : là tia lửa điện khổng lồ phát sinh do sự phóng điện giữa các đám mây tích điện trái dấu hoặc giữa một đám mây tích điện với mặt đất.
Hiệu điện thế gây ra sét : 108V - 109V
Cường độ dòng điện trong sét : 10000A - 50000A Sự phát sinh tia lửa của sét làm áp suất không khí tăng đột ngột gây ra tiếng nổ gọi là tiếng sấm (nếu phóng điện giữa hai đám mây) hoặc tiếng sét (nếu phóng điện giữa đám mây với mặt đất)
Slide 51
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Slide 52
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
HỒ QUANG ĐIỆN VÀ ĐIỀU KIỆN TẠO RA HỒ QUANG ĐIỆN
Slide 53
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN

Hiện tượng hồ quang điện :
Slide 54
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Slide 55
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
ĐỊNH NGHĨA
Hồ quang điện 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.
Hồ quang điện có thể kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh.
Slide 56
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Đặt một hiệu điện thế 40V - 50V vào hai đầu hai thanh than.
Thoạt tiên, để hai đầu thanh than chạm nhau, sau đó tách chúng ra một khoảng ngắn; quan sát thấy :
- Ở hai đầu than, tức cực dương và cực âm của hồ quang, phát ra ánh sáng chói lòa.
- Giữa hai cực có một lưỡi liềm sáng yếu hơn, do khí than bị đốt cháy.
- Cực dương bị ăn mòn và hơi lõm vào.
Hiện tượng hồ quang điện :
Slide 57
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Slide 58
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
b) Đặc điểm của hồ quang :
- Cường độ dòng điện trong mạch đạt hàng chục ampère.
- Có thể xuất hiện giữa các điện cực bằng kim loại.
- Nhiệt độ rất cao, từ 2500oC đến 8000oC (tuỳ vào bản chất của các điện cực).
Slide 59
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
ĐIỀU KIỆN TẠO RA HỒ QUANG ĐIỆN
Dòng điện qua chất khí giữ được nhiệt độ cao của catot để catot phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt electron
ỨNG DỤNG
Hồ quang điện có nhiều ứng dụng như:
Hàn điện.
Làm đèn chiếu sáng.
Đun chảy vật liệu,
Slide 60
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Slide 61
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Trò chơi ô chữ
1
2
3
4
5





Slide 62
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
CÂU HỎI CỦNG CỐ
Câu 1: Chất khí ở điều kiện thường là chất:
A. Dẫn điện tốt
B. Chất điện môi
C. Chất dẫn điện kém
D. Có chứa hạt mang điện tự do
Câu 2: Chất khí ở điều kiện thường là chất cách điện vì:
A. Có chứa nhiều hạt mang điện tự do
B. Không có điện trường ngoài
C. Không có hạt mang điện tự do
D. Chỉ có chất rắn mới dẫn điện
Slide 63
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
CÂU HỎI CỦNG CỐ
Câu 1: Điều kiện để có hồ quang điện:
A. Ở điều kiện bình thường
B. Dòng điện qua chất khí giữ được nhiệt độ cao của catot
C. Ở nhiệt độ bình thường
D. Chiếu ánh sáng mạnh
Slide 64
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
Câu 2: Ứng dụng của hồ quang điện:
A. Hàn điện
B. Làm đèn chiếu sáng
C. Đun chảy vật liệu
D. Tất cả đều đúng
Slide 65
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
THỰC HIỆN :
HOÀNG HÀ
NHÓM 2
LỚP 11 TIN
TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TRÃI
NĂM HỌC 2010-2011
Slide 66
TRƯỜNG PTTH CHU VĂN AN
NHÓM 2
HOÀNG HÀ
NGUYỄN HỒNG NGỌC
ĐẶNG THẢO PHƯƠNG
NGUYỄN ĐÌNH TUẤN
VŨ XUÂN DŨNG
ĐỖ NGUYỆT ANH
ĐỖ THANH TUYỀN
ĐỖ QUỐC KHẢI
VŨ TUẤN ANH