Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 15: Dòng điện trong chất khí - Trường THPT Nguyễn Văn Côn

TRƯỜNG THPT NGUYỄN VĂN CƠN 
VẬT LÝ 11 
TỔ VẬT LÝ 
Quỹ đạo của êlectron trong tia ca tốt khơng phải là một đường thẳng . 
Dịng điện trong chân khơng tuân theo định luật Ơm . 
2. Phát biểu nào sau đây là đúng ? 
A). 
ĐA 
A). 
B). 
C). 
D). 
1 
C). 
B). 
D). 
NEXT C5 
Khi hiệu điện thế đặt vào điốt chân khơng tăng thì cường độ dịng điện giảm . 
Dịng điện trong đi ốt chân khơng chỉ tuân theo một chiều từ anốt đến catốt . 
2: Chọn phát biểu sai : 
A: Tia catơt làm phát quang tất cả các chất . 
B: Tia catơt truyền thẳng . 
C: Tia catơt bị lệch trong điện trường , từ trường . 
D: Tia catơt mang năng lượng . 
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 
Bài : 22 
 Bộ thí nghiệm về dòng điện trong chất khí 
- Bật công tắc điện , chỉnh kim điện kế G về vị trí 0 . 
Đốt nóng không khí , kim điện kế G lệch . 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
1. Sự phĩng điện trong chất khí 
 a/ Thí nghiệm : 
 Thí nghiệm : 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
1. Sự phĩng điện trong chất khí 
 Ở điều kiện bình thường , 
chất khí không dẫn điện . 
  Khi bị đốt nĩng khơng khí dẫn điện 
 b/ Kết quả thí nghiệm : 
1. Sự phĩng điện trong chất khí 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự ion hóa chất khí 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự ion hóa chất khí 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Sự tái hợp 
- 
- 
- 
- 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
E 
+ 
- 
+ 
- 
 Điều kiện bình thường : các phân tử khí trung hoà về điện nên chất khí là điện môi . 
+ 
- 
- 
- 
+ 
+ 
Hydro 
2. Bản chất dịng điện trong chất khí . 
+ 
- 
- 
+ 
 Do tác động bên ngoài mà trong chất khí xuất hiện các hạt mang điện tự do: electron, iôn âm và dương . 
- 
2. Bản chất dịng điện trong chất khí . 
+ 
- 
- 
+ 
 Khi chưa có điện trường ngoài đặt vào khối khí iôn hoá thì các hạt mang điện chuyển động tự do, hỗn loạn : không có dòng điện . 
- 
- 
Hydro 
2. Bản chất dịng điện trong chất khí . 
+ 
- 
- 
+ 
 Khi có điện trường ngoài đặt vào khối khí iôn hoá thì : I ≠ 0 
Vậy dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các iôn dương theo chiều điện trường và các e và các iôn âm ngược chiều điện trường . 
- 
- 
E 
Hydro 
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI: I =U/R 
VẬY DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ CÓ TUÂN THEO ĐỊNH LUẬT ÔM NÀY KHÔNG? 
2. Bản chất dịng điện trong chất khí . 
A 
V 
U c 
I bh 
I 
U 
3. Sự phụ thuộc của cường độ dịng điện 
trong chất khí vào hiệu điện thế . 
U c 
I bh 
I 
U 
3. Sự phụ thuộc của cường độ dịng điện 
trong chất khí vào hiệu điện thế . 
U c 
I bh 
I 
U 
3. Sự phụ thuộc của cường độ dịng điện 
trong chất khí vào hiệu điện thế . 
 Dịng điện trong chất khí 
khơng tuân theo định luật Ơm . 
U < U b : U tăng I tăng . 
 U b ≤ U ≤ U C : U tăng I = I bh . 
- U > U c : U tăng I tăng đột ngột 
U b 
U > U c : xảy ra sự phĩng điện tự lực 
U c 
I bh 
I 
U 
Giải thích : 
 Khi HĐT U nhỏ thì các iôn và e chuyển dời có hướng gây nên dđ I,nhưng không phải tất cả các hạt mang điện đều về đến điện cực . Khi U tăng thì số hạt mang điện đến điện cực tăng nên I tăng . 
 Khi U tăng đến một giá trị nào đó thì tất cả các hạt mang điện đều về đến điện cực do đó ta có tăng U nữa thì I cũng không tăng => I bão hòa 
3. Sự phụ thuộc của cường độ dịng điện 
trong chất khí vào hiệu điện thế . 
U b 
U c 
I bh 
I 
U 
Giải thích : 
 Sự tăng đột ngột của I khi U > U c : 
 Khi U > U c CĐ ĐT trong chất khí rất lớn , nên động năng mà e thu đựơc trước khi va chạm vào phân tử khí rất lớn và sự va chạm này làm iôn hoá phân tử khí . Kết quả là sau mỗi va chạm lại xuất hiện thêm một electron nữa ( cùng với iôn dương). Gọi là quá trình iôn hoá do va chạm . Do đó số hạt mang điện tăng nên vì vậy dòng điện I tăng nhanh đột ngột . 
3. Sự phụ thuộc của cường độ dịng điện 
trong chất khí vào hiệu điện thế . 
 * Ứng dụng : 
Buzi đánh lửa 
Tia  tự do 
 * Điều kiện : 
Điện trường E = 3.10 6 V/ m 
4. Các dạng phĩng điện trong khơng khí 
ở áp suất bình thường 
 * Định nghĩa : 
a/ Tia lửa điện 
* Đặc điểm : 
 hình dạng ngoằn ngoèo , ánh sáng chĩi lịa , 
kèm theo tiếng nổ , cĩ mùi khét 
 Hình thành do sự phĩng điện giữa các đám mây tích điện trái dấu , hoặc giữa một đám mây tích điện và mặt đất . 
Đặc điểm : U = 10 8 – 10 9 V, I = 10000 – 50000 A. 
4. Các dạng phĩng điện trong khơng khí 
ở áp suất bình thường 
b/ Sét : 
Hồ quang . không lớn . 
* Định nghĩa : 
4. Các dạng phĩng điện trong khơng khí 
ở áp suất bình thường 
c/ Hồ quang điện : 
Hiện tượng : Nối 2 thanh than vào nguồn điện có hiệu điện thế 40 – 50V. Cho 2 thanh than tiếp xúc nhau , sau đó tách ra 1 khoảng ngắn , thì thấy : 
- Aùnh sáng chói loà phát ra từ 2 cực . 
- Giữa 2 cực có 1 lưỡi liềm sáng yếu hơn . 
- Cực dương bị lõm vào . 
- Khi 2 thanh than chạm nhau , chỗ tiếp xúc có điện trở lớn , do đó dòng điện qua chỗ tiếp xúc sẽ làm tỏa 1 nhiệt lượng lớn . 
- Khi tách ra , vì đầu than nóng nên có phát xạ nhiệt electron. 
- Electron từ cực âm bay sang đập vào cực dương làm các ion dương bắn ra => cực dương nóng sáng và mòn đi . 
- Trong khoảng không khí giữa 2 đầu thanh than, không khí nóng bốc lên làm cho khí than bốc cháy theo hình lưỡi liềm , cong về phía trên . 
 * Ứng dụng : 
Hàn điện , đèn chiếu sáng , nung chảy vật liệu 
Hồ quang . không lớn . 
* Đặc điểm : 
 t o = 2500 - 8000 0 C, ánh sáng chĩi lịa , 
 cực dương bị lõm vào 
* Định nghĩa : 
4. Các dạng phĩng điện trong khơng khí 
ở áp suất bình thường 
c/ Hồ quang điện : 
* Điều kiện : 
Nối 2 điện cực với U= 40 – 50V, cho chúng 
chạm vào nhau , sau đĩ tách ra khoảng ngắn . 
Áp suất khí trong ống bằng áp suất khí quyển : 
Không có dòng điện 
Anốt 
Catốt 
0 
U AK : vài nghìn vôn 
5. Sự phĩng điện trong khơng khí ở áp suất 
 thấp 
Áp suất khí giảm đến 
100mmHg 
Có dãy sáng hồng 
giữa hai điện cực 
 có dòng điện qua ống . 
Anốt 
Catốt 
5. Sự phĩng điện trong khơng khí ở áp suất 
 thấp 
Áp suất khí giảm đến 
1- 0,01mmHg: 
Xuất hiện miền tối catốt ở gần mặt catốt , phần còn lại là cột sáng anốt . 
 ⇒ sự phóng điện thành miền 
Anốt 
Catốt 
U AK : vài trăm vôn 
5. Sự phĩng điện trong khơng khí ở áp suất 
 thấp 
Trong miền tối catốt : 
độ giảm thế rất lớn 
Cột sáng anốt : 
độ giảm thế không đáng kể . 
Anốt 
Catốt 
K 
A 
5. Sự phĩng điện trong khơng khí ở áp suất 
 thấp 
Áp suất khí trong ống khoảng 0,01mmHg đến 0,001mmHg: 
Miền tối catốt chiếm đầy ống , cột sáng anốt không còn nữa . 
Anốt 
Catốt 
5. Sự phĩng điện trong khơng khí ở áp suất 
 thấp 
b/ Ứng dụng : 
Làm đèn ống 
5. Sự phĩng điện trong khơng khí ở áp suất 
 thấp 
Dòng diện trong chất khí chỉ có thể là dòng chuyển dời có hướng của 
Các êlectron mà ta đưa vào trong chất khí . 
Các ion mà ta đưa từ bên ngoài vào trong chất khí . 
Các êlectron và ion mà ta đưa từ bên ngoài vào trong chất khí . 
Các êlectron và ion được tạo ra trong chất khí hoặc đưa từ bên ngoài vào trong chất khí . 
VẬN DỤNG 
2. Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực của chất khí , hình thành do 
Phân tử khí bị điện trường mạnh làm ion hóa . 
Catốt bị nung nóng phát ra êlectron 
Quá trình nhân số hạt tải điện kiểu thác lũ trong chất khí . 
Chất khí bị tác dụng của các tác nhân ion hoá . 
VẬN DỤNG 
HẾT