BÀI 15: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
I. Chất khí là môi trường cách điện
Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hoà điện, do đó trong chất khí không có các hạt tải điện.
II. Sự dẫn điện trong 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 đã làm tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí.
III. Bản chất dòng điện trong chất khí
-
Sự ion hoá chất khí và tác nhân ion hoá
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 bị ion hóa sinh ra.
-
Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí
Quá trình dẫn điện của chất khí nhờ có tác nhân ion hoá 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.
IV. Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí
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.
Các trường hợp có thể tạo ra sự dẫn điện tự lực:
– Dòng điện làm nhiệt độ chất khí tăng cao
– Điện trường trong chất khí lớn
– Catôt bị dòng điện nung nóng làm phát xạ nhiệt electron
– Catôt bị ion dương đập vào làm bật electron ra ngoài
V. Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện
-
Định nghĩa
Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí khi có điện trường đủ mạnh làm ion hóa chất khí.
-
Điều kiện để tạo ra tia lửa điện
Cần điện trường lớn E>3.106V/m
-
Ứng dụng
– Làm bugi: để đốt hỗn hợp xăng-không khí trong động cơ xăng.
– Giải thích hiện tượng sét trong tự nhiên.
VI. Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện
-
Định nghĩa
Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí khi dòng điện có thể làm phát xạ nhiệt electron từ catôt
-
Điều kiện tạo ra hồ quang điện
– Dòng điện qua chất khí giữ được nhiệt độ cao.
– Điện trường mồi phải đủ lớn.
-
Ứng dụng
Hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu, …
