Bài 15. Dòng điện trong chất khí

Sự phóng điện trong chất khí
ở điều kiện thường
GVHD: PGS.TS. Lê Công Triêm
HVTH: Nguyễn Thị Liên
Lớp: PPGD Vật Lí Khoá 16
Trong bài sự phóng điện trong khí kém, ta đã biết sự phóng điện trong không khí ở áp suất thấp.
Vậy ở áp suất bình thường sự phóng điện trong chất khí xảy ra như thế nào?
1. Tia lửa điện
Ở hiệu điện thế cao sự phóng điện trong chất khí xảy ra như thế nào?
1.1. Thí nghiệm

1 điện cực nhọn và 1 điện cực hình đĩa đặt cách nhau 1 khoảng d nhỏ
Nối 2 điện cực vào nguồn có U lớn
1. Tia lửa điện
Hiện tượng gì xảy ra ở không gian giữa 2 điện cực?
Xuất hiện tia lửa điện gián đoạn kèm theo tiếng nổ
1. Tia lửa điện
1.1. Thí nghiệm
Tại sao xuất hiện tia lửa điện ?
Tại sao tia lửa điện lại gián đoạn ?
Tại sao tia lửa điện thường kèm theo tiếng nổ ?
1. Tia lửa điện
1.2. Giải thích
Tại sao xuất hiện tia lửa điện ?
1. Tia lửa điện
1.2. Giải thích
- Trong khoảng không gian giữa 2 điện cực có sẵn các điện tích tự do không?
- Trong khoảng không gian giữa 2 điện cực có sẵn 1 ít các điện tích tự do
-Khi có E, các điện tích tự do này sẽ như thế nào?
-Khi có E, các điện tích tự do cđ dưới tác dụng của lực điện trường F=qE
- E càng lớn thì động năng của các điện tích như thế nào?
- E càng lớn thì động năng của các điện tích càng lớn
- Các điện tích này có thể gây ra hiện tượng gì trên đường đi?
- Các điện tích này có thể gây ra hiện tượng ion hoá do va chạm, tạo ra thác lũ các điện tích
Dưới tác dụng của lực điện trường, các điện tích chuyển động thành dòng tạo thành tia lửa điện
Nếu đặt vào 2 điện cực U nhỏ, có xuất hiện tia lửa điện được không?
Kết luận: Tia lửa điện chỉ xuất hiện ở hiệu điện thế cao. Nguyên nhân là sự ion hoá do va chạm.
1. Tia lửa điện
1.2. Giải thích
Tại sao tia lửa điện lại gián đoạn ?
Phóng điện  U nguồn giảm  cường độ phóng điện giảm  U nguồn tăng ngay trở lại  phóng điện tiếp  tia lửa gián đoạn
1. Tia lửa điện
1.2. Giải thích
Tại sao tia lửa điện thường kèm theo tiếng nổ ?
Tia lửa điện đốt nóng không khí  không khí giãn nở đột ngột  áp suất tăng đột ngột  nổ

1. Tia lửa điện
1.3 Liên hệ thực tế
Tia lửa điện thường gặp trong tự nhiên là gì?
Tia lửa điện còn gặp ở đâu trong thực tế?
Tia lửa điện dùng để làm gì?
Anot là vật cần gia công
Catot là dụng cụ khoan cắt
Tia lửa điện dùng để khoan cắt kim loại
2. Hồ quang điện
Ở hiệu điện thế thấp sự phóng điện trong chất khí xảy ra như thế nào?
2. Hồ quang điện
2.1. Thí nghiệm
2 điện cực bằng than, nhọn
Nối 2 điện cực với U =50V
Chạm 2 thanh than vào nhau
Tách ra một khoảng ngắn
2. Hồ quang điện
2.1. Thí nghiệm
Hiện tượng gì xảy ra?
Ghi chú: trong thí nghiệm vừa xem, ta dùng nguồn xoay chiều nên thấy 2 cực mòn như nhau. Nếu dùng nguồn 1 chiều ta sẽ thấy cực dương lõm vào.
Hiện tượng xảy ra:
Ánh sáng chói
Cực than mòn
Nếu ta đeo kính đen , sẽ thấy giữa 2 thanh than có 1 cung lửa như hình vẽ
Theo tiếng Hán : cung là hồ , lửa là quang. Nên dạng phóng điện này gọi là hồ quang điện
2. Hồ quang điện
2.2. Giải thích nguyên nhân phát sinh và duy trì hồ quang điện
-2 thanh than chưa chạm nhau, vì sao không có tia lửa điện?
- 2 thanh than chưa chạm nhau, mạch hở, U nhỏ, không có dòng điện
- Chạm 2 thanh than vào nhau, có gì trong mạch? nó gây ra tác dụng gì?
- Chạm 2 thanh than vào nhau, trong mạch có dòng điện, dòng điện gây tác dụng nhiệt
- Chỗ nào toả nhiệt lớn nhất?
- Chỗ tiếp xúc toả nhiệt lớn nhất
- 2 đầu than bị đốt nóng xảy ra hiện tượng gì?
- 2 đầu than bị đốt nóng phát xạ nhiệt e
- Khi tách ra 1 khoảng ngắn, các e phát xạ nhiệt chuyển động như thế nào dưới tác dụng của lực điện trường?
- Khi tách ra 1 khoảng ngắn, các e phát xạ nhiệt chuyển động về anot dưới tác dụng của lực điện trường
- Động năng của e thế nào? Khi đập vào anot có thể gây hiện tượng gì?
- Động năng của e rất lớn,khi đập vào anot sẽ bắn phá anot, làm anot nóng sáng,mòn đi, lõm vào. Từ anot, các ion dương bật ra, chạy sang cực âm, đập vào cực âm làm nó nóng lên, tiếp tục phát xạ nhiệt e, nhờ vậy hồ quang được duy trì
Kết luận: nguyên nhân căn bản của hồ quang điện là dòng electron phát ra từ catot khi catot bị đốt nóng
2. Hồ quang điện
2.3. Liên hệ thực tế
Hồ quang điện dùng để làm gì?
Hàn điện
Nấu chảy kim loại
Đèn hồ quang
3. Củng cố
So sánh 2 dạng phóng điện : tia lửa điện và hồ quang điện về:
Điều kiện xảy ra
Nguyên nhân
Bản chất