4. Tổn hao điện môi trong chất rắn có cấu tạo không đồng nhất:
5.2.5. Đặc tính Vôn Ampe:
Cho điện âp một chiều tâc dụng lín 2 điện cưc, tăng dần trị số điện âp.
Hình 5.5: Đặc tính Vôn-Ampe của chất khí
Nhận xĩt:
• Giai đoạn từ O đến A (u = 0÷uA), câc ion vă điện tử tự do
có sẵn trong chất khí (do yếu tố ion hóa bín ngoăi) dưới tâc dụng của điện trường sẽ chuyển động về câc điện cực vă tạo nín dòng điện.
- Khi điện âp tăng⇒ cường độ điện trường giữa 2 điện cực tăng (E =Ud )⇒ lực tâc dụng lín câc điện tích sẽ tăng (F = qE)⇒ tốc độ chuyển động của câc điện tích tăng⇒ theo định luật Ôm, dòng điện sẽ tăng tuyến tính (vùng I).
- Trong vùng I: câc điện tích dương vă đm có thể kết hợp với nhau thănh phđn tử trung hòa.
- Tại A: điện âp cao⇒ tốc độ chuyển động của câc điện tích lớn, toăn bộ câc điện tích đều tới được điện cực⇒ quâ trình tăng dòng điện chấm dứt.
• Giai đoạn từ A đến B - giai đoạn bêo hòa (u = uA ÷uB):
vùng II, do số lượng điện tích sinh ra bởi nhđn tố ion hóa bín ngoăi có hạn⇒ dòng điện vẫn được duy trì nhưng không tăng. Tốc độ chuyển động của câc điện tích khâ cao, toăn bộ câc điện tích sinh ra đều đi về câc điện cực (không còn sự kết hợp) vă dòng điện đạt trị số bêo hăo.
• Giai đoạn sau điểm B (u > uB = ui):
- Nếu u tăng⇒ cường độ điện trường tăng cao⇒ tốc độ chuyển động của câc điện tích khâ lớn⇒ khi va chạm với câc phđn tử trung hòa sẽ gđy ra ion hóa mênh liệt⇒ số lượng điện tích sẽ tăng theo hăm mũ⇒ dòng điện tăng vọt⇒
phóng điện giữa 2 điện cực.
- Nếu nguồn vẫn được duy trì thì dòng điện căng tăng vă điện âp giữa 2 điện cực giảm tới mức cần thiết để duy trì hồ quang (uTDT). Lúc năy quâ trình ion hóa lă quâ trình tự duy trì vì nó không phụ thuộc văo nhđn tố ion hóa bín ngoăi⇒
chất khí bị mất hoăn toăn tính chất câch điện trở thănh vật dẫn ở trạng thâi plasma.
Trong plasma, phần lớn câc phđn tử khí được ion hóa vă số điện tích đm (chủ yếu lă điện tử) đê tạo nín điện dẫn chất khí. Tuy nhiín, điện dẫn điện tử của plasma khâc với điện dẫn điện tử của kim loại vì câc điện tích trâi dấu của nó không ngừng kết hợp với nhau⇒ để có dẫn điện trong plasma phải luôn luôn có quâ trình ion hóa để giữ cho mật độ điện tích ổn định.
Trong thực tế, dòng điện phóng điện không thể tăng lín vô cùng lớn bởi vì công suất nguồn có hạn (Pmax = U.Imax)⇒
để bảo vệ nguồn điện âp cao, người ta phải khống chế không cho dòng điện phóng điện vượt quâ Imax bằng câch
lắp rơle dòng điện bín sơ cấp⇒ khi quâ dòng, rơle tâc động cắt nguồn điện bín sơ cấp⇒ điện âp bín thứ cấp (cao âp) sẽ bị cắt⇒ dòng điện phóng điện bị triệt tiíu.
Kết luận:
Quâ trình phóng điện trong chất khí lă quâ trình hình thănh dòng plasma trong toăn bộ hay một phần khoảng không gian giữa 2 điện cực.