IV. Định luật Faraday 1 Định luật
b) Giải thích sự phóng điện hình tia
Sự phóng điện hình tia là một dạng phóng điện tự lực nên nó cũng thỏa mãn các điều kiện để xuất hiện dòng điện tự lực như sự xuất hiện của thác electron, sự ion hóa chất khí, sự phát xạ electron thứ cấp của cathode dưới tác dụng của các ion dương....Song sự phóng điện hình tia còn có những đặc điểm riêng của nó. Ví dụ như tốc độ lan truyền của các tia lửa điện chẳng hạn. Nếu chỉ tính tớ i sự phát xạ electron của cathode do va chạm với ion dương thì tốc độ lan truyền của các tia lửa điện cùng bậc với tốc độ chuyển độ ng của các ion dương. Thực nghiệm chứng minh vận tốc chuyển động của các ion nhỏ hơn tốc độ lan truyền tia lửa điện tới 3 bậc.
Điều này được thuyết Xtrime giải thích một cách thỏa đáng và đã được kiểm chứng bằng thực nghiệm. Theo thuyết này sự ion hóa do bức xạ đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành các tia lửa điện. Sự ion hóa do va chạm cùng với sự ion hóa do bức xạ tạo thành tập hợp các hạt mang điện gọi là Xtrimẹ Thác electron xuất phát từ cathode do electron phát xạ tạo ra lan truyền về anodẹ T ốc độ lan truyền này được đẩy lên rất cao nhờ hiện tượng ion hóa do bức xạ. Các bức xạ này được tạo ra ngay trong chính bản thân thác e lectron từ quá trình ion hóa chất khí. Các bức xạ này truyền đi trong chất khí với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng 3.108m/s . Tới phiên bức xạ đóng vai trò là tác nhân ion hóa tạo ra thác electron mới có thể cách thác electron cũ rất xạ Trong quá trình phát triển các thác electron đuổi kịp nhau hòa vào nhau tạo thành một mạch dẫn điện rất tốt. Sau khi Xtrime đã nối liền hai cự c với nhau thì một luồng electron mạnh chạy qua “cây cầu” Xtrime đã được thác electron trộn lẫn vào nhau bắt từ cathode sang anodẹ Mạch điện hẹp này có dạng h ình tia, dòng điện trong mạch ion hóa các phân tử chất khí làm chúng phát sáng. Hình dạng tia lửa điện chính là hình dạng cây cầu Xtrime vừa bắt xong. Dòng điện này tạo ra một nhiệt lượng lớn. Nhiệt độ cao này chính là nguyên nhân chính gây ion hóa các phân tử c hất khí ở các giai đoạn sau của sự phóng điện. Độ ion hóa các phân tử chất khí trong mạch c ó thể đạt tới 100%.
c) Sét
Sét là tia lửa điện khổng lồ. ĐIều này đã được Franklin, Lomonosov và Richman kiểm chứng bằng thực nghiệm. Sét là sự phóng điện giữa các đám mây với đám mây, giữa đám mây với mặt đất khi điện trường giữa chúng đủ mạnh. Luồng khôn g khí mang theo các phân tử nước bốc lên cao với vận tốc lớn. Các phân tử nước này bị “xé tan”, những hạt nhỏ nhất tích điện âm được mang đến phâ n bố trên các đám mây còn những hạt to hơn mang điện tích dương so chuyển động đối lưu tiếp tục đi lên caọ Đám mây tích điện âm, các vật dưới mặt đất nhiễm điện do hưởng ứng. Giữa chúng tồn tại một điện trường, giữa đám mây và mặt đất có thể đạt tới 108 – 109V. Cường độ dòng điện trong tia sét có thể đạt tới 104 – 5.104A, bề rộng tia lửa có thể lên đến 20 – 30cm. Trong dải hẹp đó áp suất cao được tạo thành, chính áp suất đó gây ra tiếng nổ sau khi sét đánh.
Sét là tia lửa điện song vẫn có những đặc điểm riêng. Thông thường tia lửa điện chỉ xuất hiện khi Eb = 3.106V/m, còn trong cơ n giông sét xuất hiện khi E thấp hơn rất nhiều, nói chung không quá 2 – 4. 105V/m.
C.Sự phóng điện hồ quang a) Sự phóng điện hồ quang
Hai điện cực được nối với nguồn. Ta cho hai điện cực tiếp xúc nhau cho đến khi hai điện cực nóng lên (do hiệu ứng Joule) ta tách hai điện cực ra xa nhau một chút, hiện tượng hồ quang điện sẽ xảy rạ Đó là sự phóng điện tự lực trong chất khi ở áp suất khí quy ển và hiệu điện thế cũng không cần phải cao lắm. Năm 1802 Petrov đã làm th í nghiệm tạo ra hiện tượng hồ quang điện đầu tiên với một bộ pin và hai điện cực bằng than. Ánh sáng chói lòa phát ra từ hai điện cực, giữa hai cực có một luồng sáng yếu hình lưỡi liềm h ướng lên.