Bài giảng môn Vật lí Khối 11 - Bài 15: Dòng điện trong chất khí (Bản chuẩn kiến thức)

Kiểm tra bài cũ 
Em hãy cho biết điều kiện xuất hiện dòng điện trong môi trường 
Ñieàu kieän 1 
Ñieàu kieän 2 
Coù caùc haït mang ñieän töï do 
Đặt trong một môi trường 
Coù saün trong moâi tröôøng 
Haït mang ñieän töï do 
trong chaát ñieän phaân laø 
ION (+) vaø ION(-) 
Haït mang ñieän töï do 
trong kim loaïi laø 
 ELECTRON TÖÏ DO 
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 
 + Pin - 
+ 
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 nghieäm : 
2.S öï phoùng ñieän trong chaát khí : 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
Sô ñoà thí nghieäm veà söï phoùng ñieän trong khoâng khí . 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Söï ion hoùa chaát khí 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Söï ion hoùa chaát khí 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
E 
+ 
- 
+ 
- 
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 
Baûn chaát doøng ñieän trong chaát khí 
U(V) 
I(A) 
U b 
U c 
I bh 
0 
Ñaëc tuyeán Voân-Ampe cuûa chaát khí 
Doøng ñieän trong chaát khí khoâng tuaân theo ñònh luaät OÂâm . 
Söï phuï thuoäc cuûa cöôøng ñoä doøng ñieän trong chaát khí 
vaøo hieäu ñieän theá . 
Đồ thị của cường độ dòng điện trong chất khí 
U o 
U c 
I bh 
U 
I 
0 
U< U c : U tăng I tăng 
U o <U< U c :I đạt giá trị bảo hòa I = I bh 
U> U c : U tăng  Ităng nhanh 
4/26/2022 
16 
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 
Dòng điện chạy qua chất khí làm 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 . 
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= 3.10^3 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 
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 
Như mô tả trên trong hồ quang điện , các ion dương đập vào catot , truyền cho cực này năng lư 
Catot bị dòng điện nung nóng đỏ , làm cho nó có khả năng phát ra e ( phát xạ nhiệt điện tử ) 
Hồ quang điện : xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hay áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có U ko lớn 
1 làm cho hai điện cực nóng có 
2 giảm hiệu điện thế giữa hai điện cực đến giá trị không lớn 
Cũng cố 
Caâu 1 
Choïn caâu ñuùng : 
A . Doøng ñieän trong chaát khí laø doøng caùc ion. 
B . Doøng ñieän trong chaát khí tuaân theo ñònh luaät OÂm . 
C. Doøng ñieän trong chaát khí laø doøng dòch chuyeån coùhöôùng cuûa caùc ion döông theo chieàu ñieän tröôøng vaø caùc ion aâm , electron ngöôïc chieàu ñieän tröôøng . 
D . Doøng ñieän trong chaát khí ôû aùp suaát bình thöôøng taêng leân khi hieäu ñieän theá taêng .