Bài 15. Dòng điện trong chất khí

Nhóm 2
BÀI 15: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
II
Nội dung bài học
Bản chất dòng điện trong chất khí
Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí và điều kiện để tạo ra quá trình dẫn điện tự lực
Chất khí là môi trường cách điện
Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện thường
I
III
IV
4
Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện
Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện
Nội dung bài học

V
VI
5
I. Chất khí là môi trường cách điện
Chất khí không dẫn điện và các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa về điện, do đó chất khí không có hạt tải điện
7
II. Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện thường
Thí nghiệm 1: (SGK/hình 15.1-t86)
Tích điện vào một cái điện nghiệm.
Vì sao hai lá kim loại bị cụp lại?
2. Kết quả:
Theo thời gian ta thấy góc của hai lá kim loại giảm dần. Như vậy, điện đã truyền qua chất khí ở điều kiện thường đến các vật khác.
9
III- Bản chất dòng điện trong chất khí
1- Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa
Ngọn lửa ga, tia tử ngoại của đèn thủy ngân trong thí nghiệm trên là tác nhân ion hóa. Tác nhân ion hóa đã ion hoa các phân tử khí thành các ion dương, ion âm và các electron tự do.
Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiêuù điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường.
Khi mất tác nhân ion hóa, các ion dương, ion âm, và electron trao đổi điện tích với nhau hoặc với điện cực để trở thành các phần tử trung hòa, nên chất khí ở thành không dẫn điện.
10
2- Quá trình dẫn nhiệt không tự lực của chất khí
Quá trình dẫn điện của chất khí nhờ các tác nhân ion hóa gọi là quá trình dẫn điện không tự lực. Nó chỉ tồn tại khi tạo ra hạt tải điện trong khối khí giữa hai bản cực và biến mất khi ta ngừng việc tạo ra hạt tải điện.
Quá trình dẫn điện không tự lực không tuân theo định luật Ôm.
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của I theo U trong quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí
11
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.

12
IV- Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí và điều kiệntạo ra quá trình dẫn điện tự lực
Quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì, không cẫn ta chủ động tạo ra hạt tải điện, gọi là quá trình dẫn điện (phóng điện) tự lực.
Có bốn cách chính để dòng điện có thể tạo ra hạt tải điện mói trong chất khí.
13
Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao, khiến ohân tử khí bị ion hóa.
Điện trường trong chất khí rất lớn, khiến phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ hạ thấp.
Carôt bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra electron. Hiện tượng này gọi là hiện tượng phát xạ nhiệt electron.
Carôt không nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào, làm bật electron ra khỏi carôt và trở thành hạt tải điện.
14
V- Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện
1- Định nghĩa

Không có hình dạng nhất định, thường là chùm ziczac.

Có nhiều nhánh, thường kèm theo tiếng nổ, sinh ra ozone trong không khí.
- 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 hòa thành ion dương và êlectron tự do.
15
2- Điều kiện tạo ra tia lửa điện
Tia lửa điện có thể hình thành trong không khí ở điều kiện thường, khi điện trường đạt đến giá trị vào khoảng 3.106 V\m.
Bảng khoảng cách đánh tia lửa điện
3- Ứng dụng
Tia lửa điện dùng phổ biến trong động cơ nổ trong xilanh. Bộ phận để tạo ra tia lửa điện là bugi, thực chất đó chỉ là hai điện cực đặt cách nhau vào cơ vài phần mười milimét trên một hối sứ cách điện.
Chế tạo cột thu lôi
VI. 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.

19
- U: 40-50 V
- Cường độ dòng điện lên tới hàng chục Ampe.
- Nhiệt độ: 2500-8000 độ C tùy vào bản chất của điện cực.
- Dòng điện qua chất khí giữ được nhiệt độ cao của catôt để catôt phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt electron.

2. Điều kiện tạo ra hồ quang điện:
20
3. Ứng dụng:
- Hồ quang điện có nhiều ứng dụng như:
1. Hàn điện
21
2. Luyện kim
22
- Nếu không trang bị bảo hộ mặt trong quá trình hàn:
/ Khi chúng ta nhìn vào thì tia hồ quang làm chết các tế bào niêm mạc mắt, dẫn tới đau mắt hàn.
/ Có thể làm bong da mặt nguyên nhân do chết hết tế bào bên ngoài.
- Trong công nghiệp, các thiết bị bị phá hủy khi có hiện tượng phóng hồ quang điện.



Tác hại của Hồ quang điện
Hằng năm, nhiều doanh nghiệp phải chi trả một khoản lớn để sửa chữa các thiết bị điện.
24
3. Làm đèn phát sáng
23
Củng cố
So sánh bản chất dòng điện trong kim loại, trong chất điện phân và chất khí:
Khử năng lượng trên thiết bị làm việc và con người. Tránh làm việc trên những thiết bị điện năng lượng và cẩn thận hơn trong khi thử nghiệm để đảm bảo thiết bị đã được cấp điện lại hoặc trong khi tái tạo năng lương cho nó.
Sử dụng công nghệ giá đỡ từ xa để vận hành các bộ ngắt mạch từ bên ngoài ranh giới hồ quang.
Thiết kế lại hệ thống điện và điều khiển theo tiêu chuẩn an toàn.
Nâng cao huấn luyện an toàn và nhận thưc về rủi ro.
Tạo và thực hiện một chương trình an toàn nghiêm ngặt: Xác định rủi ro, ranh giới và PPE phù hợp cho an toàn điện thông qua các nghiên cứu nguy cơ hồ quang điện.
Cách phòng chống
25