Bài thuyết trình Vật lí Lớp 11 - Bài 15: Dòng điện trong chất khí

Bài 22 Dòng điện trong chất khí 
Bài 22 Dòng điện trong chất khí 
Bài 22 Dòng điện trong chất khí 
Nh ó m 3 
Nhóm 4 
Phạm Gia Minh 
Nguyễn Vân Thuỳ Trâm 
Vũ Hồng Bảo Ngọc 
Nguyễn Quang Thuận 
Trần Tiến Thịnh 
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 
  Các nội dung chính của tiết 22: 
 I. Sự phóng điện trong chất khí 
 II. Bản chất dòng điện trong chất khí 
 III. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế 
Dòng Điện Trong Chất Khí 
a. Thí nghieäm : 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
I.S öï phoùng ñieän trong chaát khí : 
Bố trí sơ đồ như hình vẽ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
 Thí nghieäm : 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
 Thí nghieäm : 
+ 
- 
Ở điều kiện bình thường không khí là điện môi 
Khi bị đốt nóng , không khí trở nên dẫn điện , có dòng điện chạy qua không khí từ bản nọ sang bản kia . Đó là sự phóng điện trong không khí ( Tương tự với các khí khác nhau ) 
Tĩnh Điện kế 
b.Giải thích : 
Coù raát ít ( coù theå boû qua ). 
ÔÛ ñieàu kieän bình thöôøng, chaát khí coù caùc haït mang ñieän töï do hay khoâng ? 
ÔÛ ñieàu kieän bình thöôøng chaát khí goàm nhöõng nguyeân töû , phaân töû trung hoaø veà ñieän neân ñöôïc xem laø chaát ñieän moâi 
Bản chất dòng điện trong chất khí :  
Khi ta đốt nóng chất khí , hoặc dùng các loại bức xạ tác động vào môi trường khí thì một số nguyên tử hoặc phân tử mất bớt electron và trở thành ion dương . 
Hiện tượng này gọi là sự ion hoá chất khí . 
Những tác động bên ngoài gây nên sự ion hoá chất khí gọi là tác nhân ion hoá . 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Söï ion hoùa chaát khí 
Các electron mới được tạo thành , một số chuyển động tự do một số khác kết hợp với phân tử trung hoà tạo thành ion âm . 
Nhờ có tác nhân ion hoá mà trong chất khí xuất hiện những hạt mang điện tự do : electron, ion dương , ion âm . 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Söï ion hoùa chaát khí 
- 
- 
- 
- 
Trong khi chuyển động nhiệt hỗn loạn , một số electron có thể kết hợp lại với ion dương . Quá trình này gọi là sự tái hợp . 
Bình thường các ion và electron chuyển động hiệt hỗn loạn nên không tạo ra dòng điện trong chất khí . 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
+ 
Söï taùi hôïp 
- 
- 
- 
- 
Khi đặt một hiệu điện thế vào khối khí đã bị ion hoá thì các electron và ion âm chuyển động về phía cực dương ( anôt ), còn các ion dương chuyển động về phía cực âm ( catôt ). 
KL: Dòng điện trong chất khí là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chuyều điện trường . 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
- 
E 
+ 
- 
+ 
- 
Khi có ngọn đèn cồn thì trong không khí tồn tại những hạt nào ? 
+ 
+ 
+ 
- 
III.Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí vào hiệu điện thế 
Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ohm 
Từ U=0 đến U c s ự phóng điện chỉ xảy ra khi có tác dụng của tác nhân ion hoá , ta có sự phóng điện hkông tự lực . 
Khi U>= U b , I dòng điện giữ nguyên giá trị = I bh dù U tăng . Ta nói dòng điện trong chất khí đạt giá trị bão hoà I bh . 
U(V) 
I(A) 
U b 
U c 
I bh 
0 
Dựa vào đặc tuyến 
Vôn-Ampe 
Khi U > U c thì cường độ dòng điện tăng vọt lên vì có thêm nhiều ion và electron được tạo thành nhờ có sự ion hoá do va chạm . 
Khi U> U c thì dù tác nhân ion hoá có dừng tác dụng , sự phóng điện vẫn được duy trì . Ta có : Sự phóng điện tự lực . 
Quá trình phóng điện trong chất khí thường có kèm theo sự phát sáng 
Đặc tuyến Volt- Ampère của dòng điện trong chất khí 
U o 
U c 
I bh 
U 
I 
0 
U<U 0 : U tăng I tăng 
U o <U< U c :I đạt giá trị bảo hòa I = I bh 
U> U c : U tăng  I tăng nhanh 
CÁC DẠNG PHÓNG ĐIỆN TRONG KHÔNG KHÍ Ở ÁP SUẤT BÌNH THƯỜNG 
A) Tia lửa điện 
Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí khi có tác dụng của điện trường đủ mạnh để làm ion hoá chất khí , biến phân tử khí trung hoà thành ion dương và electron tự do. 
Trong không khí , tia lửa điện có thể hình thành khi có điện trường rất mạnh có cường độ khoảng 3.106 
Tia lửa điện không có dạng nhất định , thường là một chùm tia dích dắc , có nhiều nhánh .Tia lửa điện thường kèm theo tiếng nổ , trong không khí sinh ra ôzôn có mùi khét . 
B)SÉT 
Sét là tia lửa điện khổng lồ phát sinh do sự phóng điện giữa các đám mây tích điện trái dấu hoặc giữa một đám mây tích điện với đất tạo thành tia lửa điện khổng lồ 
Sự phát tia lửa của sét làm áp suất tăng đột ngột , gây ra tiếng nổ , gọi là tiếng sấm 
C) HỒ QUANG ĐIỆN 
Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có HĐT không lớn . 
Ứng dụng : 
Nhờ nhiệt độ cao của các cặp điện cực , người ta dùng hồ quang trong việc hàn điện . 
Trong nghành luyện kim người ta dùng hồ quang để nấu chảy kim loại , điều chế các hợp kim . . 
Trong hoá học , nhờ nhiệt độ của hồ quang người ta có thể thực hiện nhiều phản ứng hoá học . 
Hồ quang còn được dùng làm nguồn ánh sáng mạnh cho các đèn chiếu , đèn biển , máy chiếu phim 
Đèn ống phát sáng ban ngày , còn gọi là đèn huỳnh quang , là hồ quang sinh ra trong hơi thuỷ ngân ở áp suất thấp . 
Khi áp suất vào khoảng từ 1 đến 0,01 , và hiệu điện thế giữa hai cực có độ lớn vài trăm nghìn vôn ( hoặc nhỏ hơn nữa ), sự phóng điện có dạng như hình Ta thấy rõ có hai miền chính : ngay ở phần mặt catôt có miền tối catôt ; phần còn lại của ống , là miền sáng catôt . Vì vậy sự phóng điện đó được gọi là sự phóng điện thành miền 
Khi áp suất vào khoảng 0,01 – 0,001 thì miền tối catôt choán đầy ống : trong ống hầu như không sáng nữa , nhưng ở thành thủy tinh đối diện với catôt phát ra ánh sáng màu lục hơi vàng . 
Khi đó các êlectrôn bắn ra từ catôt sẽ chuyển động tự do từ catôt sang anôt mà không va chạm tới các phần tử khí . Ta có một dòng êlectrôn phát ra từ catôt được gọi là tia catôt không đốt nóng . 
THE END