HOC247 xin giới thiệu với các em tài liệu Tổng hợp các đặc điểm của Dòng điện trong chất khí trong chương trình Vật Lý lớp 11 năm học 2020-2021 nhằm ôn tập và củng cố các kiến thức về chương Dòng điện trong các môi trường. Mời các em cùng theo dõi!
CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
1. Chất khí là môi trường cách điện
Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa điện, do đó trong chất khí không có các hạt tải điện.
2. Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện thường
- Trong chất khí cũng có nhưng rất ít các hạt tải điện.
- Khi dùng ngọn đèn ga để đốt nóng chất khí hoặc chiếu vào chất khí chùm bức xạ tử ngoại thì trong chất khí xuất hiện các hạt tải điện. Khi đó chất khí có khả năng dẫn điện.
3. Bản chất dòng điện trong chất khí
a) Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa
- Ngọn lửa ga, tia tử ngoại của đèn thủy ngân trong thí nghiệm trên được gọi là tác nhân ion hóa. Tác nhân ion hóa đã ion hóa 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 chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường.
- Khi mất tác nhân ion hóa, các ion dương, ion âm và các electron trao đổi điện tích với nhau hoặc với điện cực để trở thành các phân tử khí trung hòa nên chất khí trở thành không dẫn điện.
b) Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí
- Quá trình dẫn điện của chất khí nhờ có tác nhân ion hóa gọi là quá trình dẫn điện không tự lực. Nó chỉ tồn tại khi ta 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
c) 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.
4. 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 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 mới trong chất khí:
+ Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao, khiến phân tử khí bị ion hóa.
+ Điện trường trong chất khí rất lớn, khiến phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ thấp.
+ Catot 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.
+ Catot không nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào làm bật electron khỏi catot trở thành hạt tải điện.
5. Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện
a) 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 hòa thành ion dương và electron tự do.
b) Điều kiện để tạo ra tia lửa điện
|
Hiệu điện thế U (V) |
Khoảng cách đánh tia điện |
|
|
Cực phẳng (mm) |
Mũi nhọn (mm) |
|
|
20 000 |
6,1 |
15,5 |
|
40 000 |
13,7 |
45,5 |
|
100 000 |
36,7 |
220 |
|
200 000 |
75,3 |
410 |
|
300 000 |
114 |
600 |
c) Ứng dụng
- Tia lửa điện dùng phổ biến trong động cơ nổ để đốt xilanh. Bộ phân để tạo ra tia lửa điện là bugi, thực chất đó chỉ là hai điện cực đặt cách vào cỡ vài phần mười milimet trên một khối sứ cách điện.
- Giải thích hiện tượng sét trong tự nhiên:
6. Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện
a) 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.
- Hồ quang điện có thể kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh.
b) Điều kiện tạo ra hồ quang điện
Dòng điện qua chất khí giữ được nhiệt độ cao của catot để catot phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt electron.
c) Ứng dụng
Hồ quang điện có nhiều ứng dụng như hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu…
--------------
Trên đây là trích dẫn toàn bộ nội dung tài liệu Tổng hợp các đặc điểm của Dòng điện trong chất khí môn Vật Lý 11 năm 2020-2021. Để xem các tài liệu hữu ích khác, các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Chúc các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
