Bài 15. Dòng điện trong chất khí

Kiểm tra bài cũ Em hãy cho biết điều kiện xuất hiện dòng điện trong mơi trường Điều kiện 1 Điều kiện 2 Có các hạt mang điện tự do Đặt trong một mơi trường Có sẵn trong môi trường Hạt mang điện tự do trong chất điện phân là ION (+) và ION(-) Hạt mang điện tự do trong kim loại là ELECTRON TỰ 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? 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 nghiệm : a. Thí nghiệm : 2.Sự phóng điện trong chất khí: + + + + - - - - Sơ đồ thí nghiệm về sự phóng điện trong không khí. + + + + + + + Söï ion hoùa chaát khí + + + + + + + Söï ion hoùa chaát khí - - - - [...]... qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao, khi n phân tử khí bị ion hóa Điện trường trong chất khí rất lớn, khi n phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ thấp • Tia lửa điện – Là q 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... ion dương mới Q trình dẫn điện trong khơng 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 khơng tạo ra hạt mang điện – Vd: dùng tia tử ngoại • Khơng tự lực: – Có thể tự duy trì khơng 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 khơng khí Dòng điện chạy... giá trị khơng lớn Cũng cố Câu 1 Chọn câu đúng: A Dòng điện trong chất khí là dòng các ion B Dòng điện trong chất khí tuân theo đònh luật Ôm C Dòng điện trong chất khí là dòng dòch chuyển cóhướng g n H Ti 1 / Bi 15:DềNG IN TRONG CHT KH I.Cht khớ l mụi trng cỏch in: Cht khớ khụng dn in vỡ cỏc phõn t khớ u trng thỏi trung hũa in, ú cht khớ khụng cú ht ti in Tr li:Khụng,h thng Tr li: Khụng chykhớ c, Nu khụng dn II Snh dnvy in cht khớ iu kin thng in thit k nh hin Nu khụng khớ dn ngun in mỏy in thỡ ụ tụ, xe usng khụngcho hot ngkhụng + Trong cht khớ cng cú nhng rt ớt cỏc ht ti in Thc t i thy ỏnh la bugi b ni in mng in gia c vỡ in t ngun chy c khụng? khớ núi riờng (hay cht khớt núi núng cht khớ ttCú lm cho cng + Khi dựng ngn ốn gakhp cung cp luụn chy ỡnh cú an ton khụng? chung ) khụng dn in bc x t ngoi thỡ ni khụng m bo daochiu ngvo mch Vỡ cht sao? hoc khớ c chựm anln ton v s dng cho Vỡ sao? tng rt cht khớ xut hin cỏc ht ti in Khi ú cỏc thit b c cht khớ cú kh nng dn in Hin tng gỡ sy trc v sau t ốn? III Bn cht dũng in cht khớ S ion hoỏ cht khớ v tỏc nhõn ion hoỏ - Ngn la ga, tia t ngoi ca ốn thy ngõn thớ nghim trờn c gi l cỏc tỏc nhõn ion húa -Tỏc nhõn ion hoỏ ó ion hoỏ cỏc phõn t khớ thnh cỏc ion dng, ion õm v cỏc electron t -Bn cht dũng in cht khớ:Dũng in cht khớ l dũng chuyn di cú hng ca cỏc ion dng theo chiu in trng v cỏc ion õm v electron ngc chiu in trng -Khi mt tỏc nhõn ion húa, cỏc ion dng, ion õm, v electron trao i in tớch vi hoc vi in cc tr thnh cỏc phõn t khớ trung ho, nờn cht khớ tr thnh khụng dn in, 2.Quỏ trỡnh dn in khụng t lc ca cht khớ Quỏ trỡnh dn in ca cht khớ nh cú tỏc nhõn ion hoỏ gi l quỏ trỡnh dn in khụng t lc Nú ch tn ti ta to ht ti in khớ gia hai bn cc v bin mt ta ngng vic to ht ti in Quỏ trỡnh dn din khụng t lc khụng tuõn theo nh lut ễm + + + Tỏc nhõn ion hoỏ cú vai trũ nh th no quỏ trỡnh dn in ca cht khớ? + + + + + + + + - + + - + + + + + - + + - + Sửù taựi hụùp + + + + Cú my loi ht mang in? + - + - Tỏc nhõn ion hoỏ cú vai trũ nh th no quỏ trỡnh dn in ca cht khớ? KHI CHA Cể IN TRNG + + + + + - + - Hin tng gỡ xy i vi khớ ó b ion hoỏ cha cú v cú in trng? KHI Cể IN TRNG Nờu bn cht dũng in cht khớ? + + - Hin tng gỡ xy i vi khớ ó b ion hoỏ cha cú v cú in trng? + - + - + - + + E - Hin tng gỡ xy khớ mt tỏc nhõn ion húa? Khi mt tỏc nhõn ion húa + + + + - + + + + ++ + - + - IV Quỏ trỡnh dn in t lc cht khớ v iu kin to quỏ trỡnh dn in t lc Quỏ trỡnh phúng in t lc cht khớ l quỏ trỡnh phúng in tip tc gi c khụng cũn tỏc nhõn ion hoỏ tỏc ng t bờn ngoi V Tia la in v iu kin to tia la in nh ngha Tia la in l quỏ trỡnh phúng in t lc cht khớ t gia hai in cc in trng mnh bin phõn t khớ trung ho thnh ion dng v electron t Hiu in th Khong cỏch gia cc (mm) iu kin to tia la in U(V) Cc phng Mi nhn 20 000 40 000 100 000 200 000 6,1 13,7 36,7 75,3 15,5 45,5 220 410 ng dng Gii thớch hin tng sột t nhiờn VI H quang in v iu kin to h quang in nh ngha H quang in l quỏ trỡnh phúng in t lc xy cht khớ ỏp sut thng hoc ỏp sut thp t gia hai in cc cú hiu in th khụng ln H quang in cú th kốn theo to nhin v to sỏng rt mnh iu kin to h quang in Dũng in qua cht khớ gi c nhit cao ca catụt catụt phỏt c electron bng hin tng phỏt x nhit electron ng dng H quang in cú nhiu ng dng nh hn in, lm ốn chiu sỏng, un chy vt liu CNG C Cõu 1: Chn phỏt biu ỳng: Dũng in cht khớ ch l dũng chuyn di cú hng ca A cỏc electron m ta a vo cht khớ B cỏc ion m ta a t bờn ngoi vo cht khớ C cỏc electron v ion m ta a t bờn ngoi vo cht khớ D cỏc electron v ion c to cht khớ hoc D a t bờn ngoi vo cht khớ CNG C Cõu 2: Chn phỏt biu ỳng: Dũng in cht khớ ch l dũng chuyn di cú hng ca A cỏc electron m ta a vo cht khớ B cỏc ion m ta a t bờn ngoi vo cht khớ C cỏc electron v ion c to cht khớ hoc C a t bờn ngoi vo cht khớ D cỏc electron v ion m ta a t bờn ngoi vo cht khớ TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG TRẦN VĂN ƠN BÀI SOẠN VẬT LÝ 11 NÂNG CAO BÀI 22(Tiết 33-34):DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ Giáo viên:NGUYỄN CÔNG TÂM  Các nội dung chính của tiết 33: 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 + + + + + - - - - - Thí nghieäm : Thí nghieäm : + + + + + - - - - - Thí nghieäm : Thí nghieäm : a. Thớ nghieọm : a. Thớ nghieọm : + + + + + - - - - - I.Sửù phoựng ủieọn trong chaỏt khớ: B trớ s nh hỡnh v + -  ở điều kiện bình thường không có sự dẫn điện trong không khí .  Khi ta đốt nóng không khi hoặc dùng bức xạ chiếu vào thì có dòng điện chạy qua giữa hai bản cực .Hiện tượng đó được gọi là sự phóng điện trong chất khí. Tĩnh Điện kế b.Giải thích: Khi có ngọn đèn cồn thì trong không khí tồn tại những hạt nào? + + + - II. II. Bản chất dòng điện trong chất khí : Bản chất dòng điện trong chất khí :  Khi ta đốt nóng hay bức xạ làm mất một số electron của nguyên tử hay phân tử khí,nó trở thành ion dương .  Electron có thể chuyển động tự do hoặc kết hợp với một số nguyên tử hay phân tử chất khí trở thành ion âm đó là sự ion hóa chất khí. Các electron khi va chạm với ion dương và chúng kết hợp lại trở thành phân tử khí trung hòa đó được gọi là sự tái hợp . + + + - Khi chưa có điện trường , các hạt mang điện chuyển động như thế nào ? Khi có điện trường ,hãy cho biết chiều chuyển động của các ion dương , ion âm ,và electron ? E - + + + • Khi không có điện trường , các electron và các ion chuyển động hỗn loạn nên không có dòng điện trong chất khí • Khi có điện trường , dưới tác dụng của lực điện trường các electron và các ion chuyển động theo một hướng nhất định nên có dòng điện trong chất khí. • Vậy bản chất dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường , các ion âm và electron ngược chiều điện trường. [...]... Khi nào thì chất khí trở thành môi trường dẫn điện?  Bản chất dòng điện trong chất khí là gì ?  Cường độ dòng điện trong chất khí có tuân theo định luật Ohm không ? Chất khí chỉ dẫn điện khi có bức xạ chiếu vào và chất khí được đặt trong điện trường bản chất dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường , các ion âm và electron ngược chiều điện trường... đặc tuyến Volt-Ampère có dạng đoan thẳng là vì khi U có giá trị rất nhỏ (cường độ điện trường giửa A và K yếu) thì dòng điện trong chất khí Coi là điện cực B Tiết 30. Dòng điện trong chất khí V. Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện A B 1. Định nghĩa 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 hoà thành ion dương và electron tự do. Coi là điện cực A 2. Điều kiện tạo ra tia lửa điện ? Điều kiện để tạo ra tia lửa điện ? Có cường độ điện trường đủ lớn( khoảng 3 triêu V/m ) 3. ứng dụng -Đốt hỗn hợp nổ trong động cơ Tiết 30. Dòng điện trong chất khí V. Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện 1. Định nghĩa Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. 2. Điều kiện tạo ra hồ quang điện ? Điều kiện để tạo ra hồ quang điện ? -Lúc đầu làm cho điện cực nóng đỏ, sau đó tạo ra điện trường đủ mạnh 3. ứng dụng Hàn điện, đèn chiếu sáng, dun chảy vật liệu. . . Chú ý: Khi có tia lửa điện nó tự duy trì mặc dù ta giảm U Tiết 30. Dòng điện trong chất khí 1.Chất khí vốn không dẫn điện. Chất khí chỉ dẫn điện khi có các hạt tải điện do tác nhân ion hoá. Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của electron, ion dương, ion âm trong điện trường. 2. Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí xảy Ra khi ta dùng tác nhân ion hoá từ bên ngoài để tạo ra hạt tải điện trong chất khí. 3. Khi nguồn điện áp lớn để tạo ra sự phóng điện trong chất khí, ta thấy có hiện tượng nhân số hạt tải điện. 4. Quá trình phóng điện tự lực trong chất khí là quá trình phóng điện vẫn tiếp tục giữ được khi không còn tác nhân ion hoá tác động từ bên ngoài. 5. Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành trong chất khí khi có điện trường đủ mạnh làm ion hoá không khí. 6. Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành khi có dòng điện chạy qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catôt để nó phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt electron. Tiết 30. Dòng điện trong chất khí ?1 Hiện tượng nào sau đây không phải là hiện tượng phóng điện trong chất khí ? A. Đánh lửa ở Buzi xe máy. B. Sét. C.Hồ quang điện. D.Dòng điện chạy qua thuỷ ngân. Chọn D Tiết 30. Dòng điện trong chất khí ?2. Hồ quang điện là quá trình phong điện A. Không tự lực. B. Nhờ tác nhân ion hoá để duy trì dòng điện. D. Tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu Tiết 29 Dòng điện trong chất khí I. Chất khí là môi trường cách điện Vì sao trong chất khí không dẫn điện ? Thực hiện C1 Nếu không khí dẫn điện thì: a) Mạng điện trong gia đình có an toàn không b) Ôtô, xe máy có chạy được không? c) Các nhà máy điện sẽ ra sao Vì các phân tử khí ở trạng thái trung hoà => không có hạt tải địên a) Không an toàn b) Không chạy được c) Cháy, chập không hoạt động dược Tiết 29 Dòng điện trong chất khí II. Sự dẫn điện của chất khí trong Điều kiện thường - Chất khí không phải tuyệt đối không đẫn điện - Xét sơ đồ thí nghiệm Hiện tượng: G -Không có đèn ga chỉ số hầu như 0 => không khí hầu như không dẫn điện ở điều kiện thường -Đốt đèn ga => có dòng diện trong chất khí, tắt đèn =>hầu như không có điện V G R E + - K A B -Thay đèn ga bằng đèn thuỷ ngân ta thấy tương tự Kết luận: Ngọn lửa đèn ga, bức xạ của đèn thuỷ ngân đã làm tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí. Thực hiện C2 Tiết 29 Dòng điện trong chất khí III. Bản chất của dòng điện trong chất khí 1. Sự ion hoá chất khí và tác nhân ion hoá -Lửa đèn ga, đèn thuỷ ngân là các tác nhân ion hoá -sự ion hoá chất khí Các phân tử khí trung hòa Các phân tử dưới tác nhân ion hoá ion + e e Sự tạo thành ion âm ion + ion - e *) 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 và các ion âm, các electron ngược chiều điện trường. Các hạt tải điện này do chất khí khí bị ion hoá gây ra. TiÕt 29 Dßng ®iÖn trong chÊt khÝ 2. Qu¸ tr×nh dÉn ®iÖn kh«ng tù lùc -qu¸ tr×nh dÉn ®iÖn cña chÊt khÝ trªn lµ qu¸ tr×nh dÉn ®iÖn (phãng) kh«ng tù lùc -VÒ nhµ ®äc sgk tr¶ lêi C3 III. B¶n chÊt cña dßng ®iÖn trong chÊt khÝ V G R E + - K A B Tiết 29 Dòng điện trong chất khí 3. 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 chạy qua gây ra gọi là hiện tượng nhân số hạt tải điện III. Bản chất của dòng điện trong chất khí -Quá trình nhân số hạt tải điện + E + ++ 0 1 2 3 Thực hiện C4 Tiết 29 Dòng điện trong chất khí IV. Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí và điều kiện để tạo ra quá trình dẫn điện tự lực - Quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì, không cần chúng ta chủ động tạo ra hạt tải điện, gọi là quá trình dẫn điện(phóng điện) tự lực - Để tạo ra quá trình dẫn điện tụ lực(4 cách) 1. Dòng điện chạy qua chấ khí làm nhiệt độ tăng rất cao 2. Điện trường trong chất khí lớn 3. Catôt bị dòng điện nung nóng đỏ 4. Catốt bị các  Các nội dung chính : I. Sự phóng điện trong chất khí II. Bản chất dòng điện trong chất khí III. Cường độ dòng điện trong chất khí I. I. Sự phóng điện trong chất khí : Sự phóng điện trong chất khí : + -  ở điều kiện bình thường không có sự dẫn điện trong không khí .  Khi ta đốt nóng hoặc bức xạ thì có dòng điện chạy qua giữa hai bản cực .Hiện tượng đó được gọi là sự phóng điện trong chất khí. Điện kế Khi có ngọn đèn cồn thì trong không khí tồn tại những hạt nào? + + + - II. II. Bản chất dòng điện trong chất khí : Bản chất dòng điện trong chất khí :  Khi ta đốt nóng hay bức xạ làm mất một số electron của nguyên tử hay phân tử khí,nó trở thành ion dương .  Electron có thể chuyển động tự do hoặc kết hợp với một số nguyên tử hay phân tử chất khí trở thành ion âm. Quá trình đó được gọi là sự tái hợp . + + + - Khi chưa có điện trường , các hạt mang điện chuyển động như thế nào ? Khi có điện trường ,hãy cho biết chiều chuyển động của các ion dương , ion âm ,và electron ? E - + + + • Khi không có điện trường , các electron và các ion chuyển động hỗn loạn nên không có dòng điện trong chất khí • Khi có điện trường , dưới tác dụng của lực điện trường các electron và các ion chuyển động theo một hướng nhất định nên có dòng điện trong chất khí. • Vậy bản chất dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường , các ion âm và electron ngược chiều điện trường. III. III. Cường độ dòng điện trong chất khí Cường độ dòng điện trong chất khí A K Khi chiếu tia tử ngoại và vôn kế chỉ số 0 thì kim ampe kế như thế nào ? Tại sao ? Thay đổi số chỉ của vôn kế bằng biến trở thì số chỉ của ampe kế có thay đổi không? V + - A Đồ thị của cường độ dòng điện trong chất khí 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  Củng cố : Củng cố :  Khi nào thì chất khí mới dẫn điện ?  Bản chất dòng điện trong chất khí là gì ?  Cường độ dòng điện trong chất khí có tuân theo định luật Ohm không ?  Chất khí chỉ dẫn điện khi có bức xạ chiếu vào và chất khí được đặt trong điện trường [...]... bản chất dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của ...Bi 15:DềNG IN TRONG CHT KH I.Cht khớ l mụi trng cỏch in: Cht khớ khụng dn in vỡ cỏc phõn t khớ u trng thỏi trung... thng in thit k nh hin Nu khụng khớ dn ngun in mỏy in thỡ ụ tụ, xe usng khụngcho hot ngkhụng + Trong cht khớ cng cú nhng rt ớt cỏc ht ti in Thc t i thy ỏnh la bugi b ni in mng in gia c vỡ in