Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 15: Dòng điện trong chất khí - Trường THPT Hiệp Hòa số 3

Tr­êng THPT HiƯp hoµ sè 3 
Kiểm tra bài cũ 
1. § iỊu kiƯn ®Ĩ cã dßng ® iƯn trong mét m«i tr­êng lµ g×? 
Tr ¶ lêi : §Ĩ cã dßng ® iƯn trong mét m«i tr­êng cÇn cã hai ® iỊu kiƯn : 
 1- Cã h¹t t¶i ® iƯn chuyĨn ® éng tù do 
 2- Cã ® iƯn tr­êng . 
2. So s¸nh b¶n chÊt dßng ® iƯn trong kim lo¹i víi dßng ® iƯn trong chÊt ® iƯn ph©n ? 
Kiểm tra bài cũ 
Tr ¶ lêi : 
+ Gièng nhau : ® Ịu lµ sù chuyĨn dêi cã h­íng cđa c¸c h¹t mang ® iƯn . 
+ Kh¸c nhau:Dßng ® iƯn trong kim lo¹i lµ sù chuyĨn dêi cã h­íng cđa c¸c Electron tù do; dßng ® iƯn trong chÊt ® iƯn ph©n lµ dßng chuyĨn dêi cã h­íng cđa c¸c ion ©m vµ v¸c ion d­¬ng theo hai chiỊu ng­ỵc nhau . 
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
 TiÕt 29: 
C1. Nếu khơng khí dẫn điện thì : 
c . Các nhà máy điện sẽ ra sao ? 
b . Ơ tơ , xe máy cĩ chạy được khơng ? 
a . Mạng điện trong gia đình cĩ an tồn khơng ? 
I. Chất khí là môi trường cách điện . 
 Chất khí khơng dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hịa điện , do đĩ trong chất khí khơng cĩ hạt tải điện . 
II. Sự dẫn điện của chất khí trong 
điều kiện thường . 
 1.Thí nghiệm : 
a.Dơng cơ : Nguån ® iƯn : AC-12V; hai b¶n kim lo¹i A,B ;® iƯn kÕ G; V«n kÕ V; BiÕn trë R; ® Ìn cån ; kho ¸ K. 
- 
+ 
V 
G 
A 
B 
R 
K 
E 
 1.Thí nghiệm : 
b. Bè trÝ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
 Thí nghiệm : 
C2 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
 Thí nghiệm : 
 Ở điều kiện bình thường , 
 chÊt khí là điện môi . 
 Khi bị đốt nóng , 
 chÊt khí trở nên dẫn điện . 
Sự truyền dòng điện qua chÊt khí gọi là 
 sự phóng điện trong chÊt khí 
2. Kết quả thí nghiệm : 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
E 
Điều kiện để có 
dòng điện : 
 ĐK1: Hạt mang điện tự do 
 ĐK2: Điện trường 
III. Bản chất dòng điện trong chất khí 
Xét cấu trúc nguyên tử : hạt nhân mang điện tích dương và các e mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân 
Làm thế nào để tạo ra các hạt mang điện trong chất khí ? 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự ion hóa chất khí 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự ion hóa chất khí 
- 
- 
- 
- 
 Khi đốt nóng chất khí hoặc dùng các bức xạ , 
một số nguyên tử , phân tử khí mất bớt electron 
→ trở thành ion dương . 
 Hiện tượng này gọi là sự ion hóa chất khí . 
 Những tác động bên ngoài gây nên sự ion hóa chất khí gọi là tác nhân ion hóa 
 Một số electron được tạo thành có thể kết hợp với nguyên tử , phân tử trung hòa 
→ thành ion âm 
III. Bản chất dòng điện trong chất khí 
1) Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa : 
Vậy : Hạt mang điện tự do trong chất khí là 
ION DƯƠNG, ION ÂM và ELECTRON 
III. Bản chất dòng điện trong chất khí 
Hạt nào là hạt mang 
điện tự do trong chất khí 
1) Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa : 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
E 
+ 
- 
+ 
- 
II. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ. 
+ Khi E  0 : Các điện tích chuyển động có hướng . 
+ 
+ 
 Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ION DƯƠNG theo chiều điện trường và các ION ÂM, ELECTRON ngược chiều điện trường . 
III. Bản chất dòng điện trong chất khí 
1) Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa : 
 Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hĩa sinh ra . 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
Khi mất tác nhân ion hĩa , cĩ sự tái hợp giữa các ion (+), ion (-) và electron tạo thành các phân tử khí trung hịa → chất khí trở thành khơng dẫn điện 
 Quá trình dẫn điện khơng tự lực của chất khí chỉ tồn tại khi ta tạo ra hạt tải điện trong khối khí ở giữa hai bản cực và biến mất khi ta ngừng việc tạo ra hạt tải điện . 
III. Bản chất dòng điện trong chất khí 
2) Quá trình dẫn điện khơng tự lực của chất khí : 
→ Quá trình dẫn điện ( phĩng điện ) khơng tự lực 
 - Cĩ tác nhân ion hĩa thì chất khí dẫn điện . 
 - Khơng cịn tác nhân ion hĩa thì chất khí khơng dẫn điện nữa . 
 U (V) 
I(A) 
Đặc tuyến Vôn-Ampe của chất khí 
- U < U a : I tăng  U tăng 
- U a < U < U b : I đạt giá trị bảo hòa I = I bh 
- U > U b : U tăng  I tăng vọt vì có sự ion hóa do va chạm . 
Dòng điện trong chất khí 
không tuân theo định luật Ôm . 
III. Bản chất dòng điện trong chất khí 
2) Quá trình dẫn điện khơng tự lực của chất khí : 
C3 
U a 
U b 
I bh 
0 
a 
b 
c 
C3: Trong qu ¸ tr×nh dÉn ® iƯn kh«ng tù lùc cđa chÊt khÝ , khi nµo dßng ® iƯn ®¹t gi ¸ trÞ b·o hoµ? 
U a 
U b 
I bh 
0 
a 
b 
c 
Đặc tuyến Vôn-Ampe của chất khí 
 Hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí do dịng điện chạy qua gây ra gọi là hiện tượng nhân số hạt tải điện . 
III. Bản chất dòng điện trong chất khí 
3) Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện khơng tự lực : 
C4 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
Qu ¸ tr×nh nh©n sè h¹t t¶i ® iƯn 
- 
+ 
- 
- 
+ 
C©u 1: Dịng điện trong chất khí chỉ cĩ thể là dịng chuyển dời cĩ hướng của 
 A. các electron mà ta đưa vào trong chất khí . 
 B. các ion mà ta đưa từ bên ngồi vào trong chất khí . 
 C. các electron và ion mà ta đưa từ bên ngồi vào trong chất khí . 
 D. các electron và ion được tạo ra trong chất khí hoặc đưa từ bên ngồi vào trong chất khí . 
C©u 2: So s¸nh b¶n chÊt dßng ® iƯn trong chÊt khÝ víi dßng ® iƯn trong kim lo¹i vµ dßng ® iƯn trong chÊt ® iƯn ph©n ? 
Tr ¶ lêi : 
Gièng nhau:§Ịu lµ dßng chuyĨn dêi cã h­íng cđa c¸c h¹t mang ® iƯn . 
Kh¸c nhau : Electron cã s½n trong kim lo¹i; ion d­¬ng vµ ion ©m cã s½n trong chÊt ® iƯn ph©n ; trong chÊt khÝ th × ta ph¶i chđ ® éng t¹o ra c¸c h¹t t¶i ® iƯn (ion d­¬ng , ion ©m vµ electron). 
C©u 3: Nªu kh¸i niƯm vµ gi¶i thÝch hiƯn t­ỵng nh©n sè h¹t t¶i ® iƯn trong chÊt khÝ trong qu ¸ tr×nh dÉn ® iƯn kh«ng tù lùc ? 
HẾT