Bài giảng môn Vật lí Lớp 11 - Bài 15: Dòng điện trong chất khí (Chuẩn kĩ năng)

CHƯƠNG III 
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 
1. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI 2. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN  3. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 4. DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG 5. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Ngày nay, để tiết kiệm năng lượng dùng cho việc thắp sáng, người ta khuyên không nên dùng đèn dây tóc. 
Trong gia đình nên dùng đèn ống, ngoài đường phố thì nên dùng đèn thủy ngân và đèn natri (đèn cao áp). 
Các loại đèn này hoạt động theo nguyên lý nào mà lại tiết kiệm điện năng như vậy? 
BÀI 15:  
DÒNG ĐIỆN TRONG 
CHẤT KHÍ 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Chất khí có dẫn điện hay không? 
Nếu chất khí dẫn điện thì có hiện gì xảy ra trong mạng điện gia đình? 
Tại sao chất khí lại không dẫn điện? 
Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa điện, do đó trong chất khí không có hạt tải điện. 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Tuy nhiên, chất khí không phải là hoàn toàn không dẫn điện. 
Ở một điều kiện nào đó chất khí có thể dẫn điện được. 
Ta xét thí nghiệm sau: 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
+ 
Khi chưa đốt nóng: 
Đóng khóa K 
Đèn có sáng không? 
Tại sao? 
Khi chưa đốt nóng: chất khí không có hạt tải điện nên không dẫn điện 
+ 
Khi đốt nóng không khí giữa hai bản: 
Đóng khóa K 
Đèn có sáng không? 
Tại sao? 
Khi bị đốt nóng: chất khí có các hạt tải điện nên chất khí dẫn điện được. 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Kết Luận: 
Khi bị đốt nóng, chất khí có thể dẫn điện được. 
Vậy, bản chất dòng điện trong chất khí là gì? Chất khí có những hạt tải điện nào? 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Ngọn lửa đèn cồn trong thí nghiệm trên gọi là tác nhân ion hóa. 
Tác nhân ion hóa tách các phân tử khí trung hòa thành ion dương và electron tự do 
Electron lại kết hợp với phân tử khí trung hòa thành ion âm 
Quá trình này diễn ra như sau: 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự ion hóa chất khí 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự ion hóa chất khí 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự tái hợp 
- 
- 
- 
- 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
E 
+ 
- 
+ 
- 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
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, các electron và ion âm ngược chiều điện trường. 
Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hóa sinh ra. 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
2. Bản chất 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
2. Bản chất 
3. Quá trình dẫn điện không tự lực 
Quá trình mà ta mô tả trên gọi là quá trình dẫn điện không tự lực. 
Vậy quá trình dẫn điện không tự lực là gì? 
Quá trình dẫân điện không tự lực là quá trình dẫn điện chỉ tồn tại khi ta tạo ra hạt tải điện và biến mất khi ta ngừng việc tạo ra hạt tải điện. 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Quá trình dẫn điện tự lực là quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì, không cần ta chủ động tạo ra hạt tải điện. 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
2. Bản chất 
3. Quá trình dẫn điện không tự lực 
IV. QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC 
1. Khái niệm 
Có mấy cách tạo ra hạt tải điện? 
Có 4 cách tạo ra hạt tải điện trong chất khí: 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Dòng điện chạy qua làm nhiệt độ khí tăng cao khiến phân tử khí bị ion hóa. 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
2. Bản chất 
3. Quá trình dẫn điện không tự lực 
IV. QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC 
1. Khái niệm 
Điện trường lớn làm ion hóa chất khí ở nhiệt độ thấp. 
Catôt bị nung đỏ làm cho nó có thể phát ra các electron. 
Các ion dương có năng lượng lớn đập vào catôt làm bật ra các electron. 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
2. Bản chất 
3. Quá trình dẫn điện không tự lực 
IV. QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC 
1. Khái niệm 
2. Tia lửa điện 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
2. Bản chất 
3. Quá trình dẫn điện không tự lực 
IV. QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC 
1. Khái niệm 
2. Tia lửa điện 
Tia lử điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để ion hóa chất khí 
Điều kiện: điện trường mạnh 
Video 1 
Video 2 
Video 3 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
2. Bản chất 
3. Quá trình dẫn điện không tự lực 
IV. QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC 
1. Khái niệm 
2. Tia lửa điện 
ỨNG DỤNG: 
1. Trong động cơ nổ: bugi 
2. Trong cuộc sống: cột thu lôi 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
2. Bản chất 
3. Quá trình dẫn điện không tự lực 
IV. QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC 
1. Khái niệm 
2. Tia lửa điện 
3. Hồ quang điện 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Hồ quang điện: là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chấât khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt gữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
2. Bản chất 
3. Quá trình dẫn điện không tự lực 
IV. QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC 
1. Khái niệm 
2. Tia lửa điện 
3. Hồ quang điện 
Video 1 
Video 2 
Video 3 
 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
BÀI 15 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
ỨNG DỤNG: 
I.CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN 
II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG 
III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
1. Sự ion hóa chất khí 
2. Bản chất 
3. Quá trình dẫn điện không tự lực 
IV. QUÁ TRÌNH DẪN ĐIỆN TỰ LỰC 
1. Khái niệm 
2. Tia lửa điện 
3. Hồ quang điện 
1. Hàn điện 
2. Làm đèn chiếu sáng 
3. Đun chảy vật liệu 
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của lực điện trường 
Kim loại dẫn điện tốt vì mật độ các electron tự do trong kim loại rất lớn. 
Các kim loại dẫn điện tốt: vàng, bạc, đồng, nhôm, kẽm, chì 
Dßng ®iƯn trong chÊt ®iƯn ph©n lµ dßng ion d­¬ng vµ ion ©m chuyĨn ®éng cã h­íng theo hai chiỊu ng­ỵc nhau. 
Ion d­¬ng chuyĨn ®éng cïng chiỊu ®iƯn tr­êng, cßn ion ©m chuyĨn ®éng ng­ỵc chiỊu ®iƯn tr­êng