Bài 16. Dòng điện trong chân không

DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG
Sinh viên thực hiện:
Lê Thị Như Nguyện
Lớp Lý 3B
1. Dòng điện trong chân không
Chân không lí tưởng là môi trường mà trong đó không có một phân tử khí nào.
Ống chân không trong thực tế là khi ta giảm áp suất chất khí trong ống đến dưới 0,0001 mmHg để phân tử khí có thể chuyển động tự do từ thành nọ đến thành kia của ống mà không va chạm với các phân tử khác.
a) Thí nghiệm về dòng điện trong chân không
Dụng cụ thí nghiệm:
Nguồn điện &
Điôt chân không
Điện kế
Khoá K1 & K2
Biến trở R

K1
K2
R
R
G
K
A
K1 đóng, K2 mở:

Hiện tượng: Nguồn có tác dụng nung nóng làm bật êlectron ra khỏi catôt. Kim điện kế không bị lệch.




K2

Đóng K1 và K2 : A nối với (+) và K nối với ( - )
Hiện tượng: Kim điện kế bị lệch.
Nhận xét: Khi có điện trường ngoài, các e chuyển động về phía anôt
=>Có dòng điện trong chân không.
K2
Đóng K1 và K2: A nối với (-), K nối với (+)
Hiện tượng: Kim điện kế không bị lệch
Nhận xét: Khi có điện trường ngoài
lực điện trường có tác dụng đẩy e
trở lại catot


=>Không có dòng
điện trong chân không
K2

b) Bản chất dòng điện trong chân không


Vậy hạt tải điện của dòng điện trong chân không thực chất là gì?
Hạt tải điện của dòng điện trong chân không chính là các electron bứt ra từ catôt bị nung nóng.
Khi catôt kim loại bị nung nóng, các electron tự do trong kim loại nhận được năng lượng cần thiết để có thể bứt ra khỏi mặt catôt (sự phát xạ nhiệt electron). Khi đó, trong ống chân không có các electron tự do chuyển động hỗn loạn.
Khi mắc anôt vào cực dương, còn catôt vào cực âm, thì do tác dụng của lực điện trường, các electron dịch chuyển từ catôt sang anôt tạo ra dòng điện

→Dòng điện trong điôt chân không là dòng dịch chuyển có hướng của các electron bứt ra từ cactôt bị nung nóng dưới tác dụng của lực điện trường.

Khi mắc A vào cực (-) và K
vào cực (+) thì lực điện trường
có tác dụng đẩy electron trở lại
catôt, do đó trong mạch
không có dòng điện
→ Vậy dòng điện chạy trong điôt chân không chỉ theo một chiều từ anôt đến catôt

2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế
Khảo sát
Đặc tuyến
vôn – ampe không
là đường thẳng



Dòng điện trong chân không không tuân theo định luật Ôm
U<0
Khi bứt ra khỏi catôt, một số e có động năng lớn có thể chuyển động ngược chiều điện trường về anốt tạo thành dòng điện. Số e này không nhiều nên dòng điện trong TH này là khá nhỏ.
K2
Khi U < Ub : U tăng thì I tăng.

K2
U tăng nhưng chưa lớn
K2





Khi U ≥ Ub : U tăng I không tăng
và có giá trị I = Ibh
(gọi là cường độ
dòng điện bão hoà) . Nhiệt độ catôt càng
Cao thì Ibh càng lớn.


K2
Điôt chân không có ứng dụng gì trong kĩ thuật???
b) Ứng dụng của điôt chân không
Do có tính dẫn điện theo
1 chiều nên điôt chân không
dùng để biến đổi dòng điện
xoay chiều thành dòng điện
1 chiều (chỉnh lưu dòng điện
xoay chiều)
3. Tia catôt
a) Khái niệm
Thí nghiệm
Điôt chân không
có dạng ống thuỷ
tinh dài và trên A
có 1 lỗ nhỏ O
Nhận xét
Ở sau lỗ có dòng các êlectron do catôt phát ra
và bay trong chân không

=> Khái niệm

Tia catôt là dòng các êlectron do catôt phát ra và bay trong chân không.




.
Vậy tia catôt có những tính chất gì???
b) Tính chất
Tia catôt truyền thẳng

Tia catôt làm phát quang một số chất khi đập vào chúng


Vôi
Tia catôt bị lệch trong điện trường
Thí nghiệm minh hoạ
Tia catôt mang năng lượng

Làm đen phim ảnh, huỳnh quang tinh thể, phát tia X, làm nóng vật, tác dụng lực lên vật

Tia catôt phát ra vuông góc với mặt catôt, gặp vật cản bị chặn lại và làm vật đó tích điện âm
-
-
Tia catôt có thể đâm xuyên các lá kim loại mỏng, tác dụng lên kính ảnh và ion hoá không khí
4.Ống phóng điện tử
Ống phóng điện tử là một ứng dụng quan trọng của tia catôt.
Đặc điểm:
Là ống chân không, mặt trước là màn huỳnh quang được phủ bằng chất huỳnh quang, phát ra ánh sáng khi bị electron đập vào. Chùm electron đi từ catôt sang anôt chui qua lỗ trên anôt được điều khiển bằng cực điều khiển trước khi đập vào màn huỳnh quang.
Ứng dụng:
Là bộ phận chủ yếu của máy thu hình, dao động kí điện tử.
Ống phóng điện tử
*Cấu tạo
* Nguyên lí hoạt động
+
+
-
+
-
+
-
+
+
-
Củng cố bài học:
1: Chọn phát biểu đúng:
A: Dòng điện trong chân không tuân theo định luật Ôm.
B: Khi hiệu điện thế đặt vào điôt chân không tăng lên thì cường độ dòng điện tăng.
C: Dòng điện chạy trong điôt chân không chỉ theo một chiều từ anôt đến catôt.
D: Quỹ đạo của electron trong tia catôt không phải là một đường thẳng.
Củng cố bài học:
2: Chọn phát biểu sai:
A: Tia catôt làm phát quang tất cả các chất.
B: Tia catôt truyền thẳng.
C: Tia catôt bị lệch trong điện trường, từ trường.
D: Tia catôt mang năng lượng.
BT về nhà:
BT SGK/105
BT 3.8 & 3.9/SBT