Bài giảng Vật lí 11 - Bài thứ 15: Dòng điện trong chất khí

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài thứ 15: Dòng điện trong chất khí

1. KIỂM TRA BÀI CŨ Câu hỏi: Em hãy nêu bản chất dịng điện trong kim loại và bản chất dịng điện trong chất điện phân? 2- SO4 Cu2+ OH- + E H
2. Chương 3: Dịng điện trong các mơi trường Kim loại Chất rắn Đèn Chất lỏng Dẫn điện Chất lỏng Đèn Chất khí Dẫn điện Chất khí Đèn
3. BÀI 15
4. BÀI 15 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ I. CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN TỐT Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG.
5. Hãy ngắt điện khi cĩ hỏa hoạn! Vì sao? Khi nào thì chất khí dẫn điện?
6. BÀI 15 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ I. CHẤT KHÍ LÀ MÔI TRƯỜNG CÁCH ĐIỆN TỐT. Khi nào thì chất khí dẫn điện? Vì sao? Nguồn Khơng khí điện
7. BÀI 15 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ TRONG ĐIỀU KIỆN THƯỜNG ++ *Thí nghiệm 1: •Mơ tả Thí nghiệm: •Kết quả: Thấy khi tích điện cho quả cầu thì hai lá kim loại xịe ra lập tức, sau đĩ thơi tích điện thì hai lá kim loại từ từ khép lại. - + •Giải thích: + - Do cĩ sự trao đổi điện tích tự do của + chất khí với lá kim loại làm giảm + điện tích của quả cầu dần về khơng. -
8. BÀI 15 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ II. SỰ DẪN ĐIỆN CỦA CHẤT KHÍ TRONG ĐIỀU KIỆN THƯỜNG *Thí nghiệm 2 Khi nào thì chất khí dẫn •Mơ tả TN: điện? Vì sao? •Kết quả: Nguồn -Khi chưa đốt điện nĩng khơng khí thì chất khí khơng dẫn được điện. -Khi đốt nĩng khơng khí thì chất Khơng khí khí dẫn được điện.
9. Giải thích sự sinh ra hạt tải điện do tác nhân nhiệt độ + + + + + + +
10. Giải thích sự sinh ra hạt tải điện do tác nhân nhiệt độ + + - + + - - + + + - Khi cĩ tác nhân nhiệt độ vào chất khí thì chất khí bị ion hĩa sinh ra các hạt tải điện là ion(+), ion(-) và electron.
11. III. BẢN CHẤT DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 1. Sự ion hố chất khí và tác nhân ion hố Quá trình ion hĩa do tác nhân ion hĩa Ban đầu chất khí gồm các phân tử trung hịa Tác nhân ion hĩa biến phân tử trung hịa thành ion dương và electron Electron kết hợp với phân tử trung hịa thành ion âm
12. + + - + + - - + + + - Sự tái hợp
13. Khi khơng khí đã bị ion hĩa khi chưa cĩ và đã cĩ điện trường ngồi tác dụng thì cĩ hiện tượng gì xãy ra ?
14. III. BẢN CHẤT DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ KHI CHƯA CĨ ĐIỆN TRƯỜNG - + + - + + -
15. III. BẢN CHẤT DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ KHI CĨ ĐIỆN TRƯỜNG + E- - + + - + - - + - + + - Khi cĩ điện trường ngồi tác dụng các ion(+) chuyển động cĩ hướng cùng chiều E và ion(-), electron chuyển động ngược chiều E
16. III. BẢN CHẤT DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 1. Sự ion hố chất khí và tác nhân ion hố => Bản chất dòng điện trong chất khí: - Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường, các electron và ion âm ngược chiều điện trường. - Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hóa sinh ra.
17. III. BẢN CHẤT DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 2. Quá trình dẫn điện khơng tự lực của chất khí Là quá trình dẫn điện chỉ xảy ra khi cĩ tác nhân ion hĩa. → Dịng điện trong chất khí khơng tuân theo định luật Ơm Khơng phải là đường thẳng I (A) Ibh O Ub Uc U (V)
18. O Định luật Ơm
19. + →Sự phĩng điện khơng tự lực: e- Chỉ xảy ra khi cĩ tác nhân ion hĩa e- e- I (A) U > Uc → xảy ra quá trình “Ion hĩa do va chạm” → I tăng vọt →Sự phĩng điện tự lực: I bh Vẫn xảy ra dù mất tác nhân ion hĩa I trong chất khí đạt giá trị bão hịa Dù U tăng, I vẫn giữ nguyên giá trị I = Ibh O Ub Uc U (V)
20. III. BẢN CHẤT DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 3. Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện khơng tự lực. (Giảm tải) - Hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí do dịng điện chạy qua gây ra gọi là hiện tượng nhân số hạt tải điện. - Quá trình diễn ra theo kiểu thác lũ (“tuyết lở”) như hình sau đây:
21. - + - - E - Quá trình nhân số hạt- tải điện theo kiểu - - thác lũ (tuyết lở) - - - - + - - - - - - - - - + + - + + - -+ - + - - + - + - + - - + - - + - - - + - -
22. IV. Ứng dụng của dịng điện trong chất khí. • Hai quá trình phĩng điện thường gặp nhất là: Tia lửa điện Hồ quang điện
23. IV. Ứng dụng của dịng điện trong chất khí. 1.Tia lửa điện: • Khơng cĩ hình dạng nhất định, thường là chùm tia ziczac. • Cĩ nhiều nhánh, thường kèm theo tiếng nổ, sinh ra ozone trong khơng khí. • Tia lửa điện khơng liên tục mà gián đoạn.
24. Khi trời mưa to, cĩ sấm sét, trên trời cũng cĩ những tia lửa điện như vậy. Hiện tượng sấm sét được giải thích như thế nào? • Sét: tia lửa điện khổng lồ, được tạo ra do sự tích điện trái dấu giữa các đám mây hoặc giữa đám mây (+) tích điện với mặt đất (-). • Điều kiện: U = 100.000.000 V – 1.000.000.000 V I = 10.000 A – 50.000 A - Sự phát sinh của tia lửa điện làm áp suất khơng khí tăng đột ngột gây ra tiếng nổ: + Tiếng sấm: giữa hai đám mây + Tiếng sét: giữa đám mây với mặt đất.
25. IV. Ứng dụng của dịng điện trong chất khí. 1.Tia lửa điện: -Được- 2 →chế 3tạo(khửtrùngkhơngkhíBuri trong xe máy, , động cơ đốtquầnáobệnhnhânsaukhigiặttrong. ) -Đk:Chế cĩtialửađiệntạo cột thu lơi chống sét. - Làmbugiđánhlửa. - Cơsởđểlàmcộtthulơi
26. Phịng chống sấm sét 1, Trong nhà: Khi cĩ sấm sét nên: • Tránh các chỗ ẩm ướt như buồng tắm, khơng nên dùng điện thoại trừ trường hợp rất cần thiết. • Nên rút phích cắm các thiết bị điện với các đường dây điện thoại hay dây điện vì nối với lưới bên ngồi nên rất cĩ thể bị ảnh hưởng sét đánh lan truyền.
27. IV. Ứng dụng của dịng điện trong chất khí. 2. Hiện tượng hồ quang điện
28. - "Hồ quang điện" là "quá trình phĩng điện tự lực" xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực cĩ hiệu diện thế khơng lớn. - Hồ quang điện cĩ thể kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh U: 40 – 50 V Cường độ dịng điện cĩ thể lên tới hàng chục Ampe. Nhiệt độ: 2500 -8000 ֯C tùy vào bản chất của điện cực
29. Ứng dụng hồ quang điện: Hàn điện Luyện kim Làm đèn phát sáng
30. Tác hại của Hồ quang điện Nếu khơng 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. • Cĩ thể làm bong da mặt nguyên nhân do chết hết tế bào bên ngồi.
31. CỦNG CỐ So sánh bản chất dịng điện trong kim loại, trong chất điện phân và chất khí? MƠI KIM LOẠI CHẤT CHẤT KHÍ TRƯỜNG ĐIỆN PHÂN HẠT Electron Ion dương Ion dương, ion TẢI ĐIỆN tự do và ion âm âm và electron SỰ Rất tốt Tốt, kém hơn Rất kém DẪN ĐIỆN kim loại TÁC NHÂN Khơng cần Khơng cần Tác nhân HỖ TRỢ ion hố
32. Trị chơi ơ chữ 1 K H Ơ N G T Ự L Ự C 2 I O D Ư Ơ N G 3 T Á C N H Â N I O N H Ó A 4 S Ự I O N H Ó A 5 E L E C T R O N V À I O N Â M 6 C H Ấ T K H Í Với dịng điện trong chất khí những loại NgọnVớiMơiQuáQuádịngtrườnglữatrình trìnhgađiệntạo, dẫnnàoTiaratrong tửđiệnchứahạtngoạitải chấtchỉbađiệncủa tồnloạikhí đèntạiloạihat khithủy tảihạt tạođiệnngântải rađiện (hạt ion nàotải âm điện, QQQQ hạt tải điện nào chuyển động ngược tácchuyểniontrongđộng dương chấtchấtđộngvào, khíelectron) chấtkhícùnggọi gọikhílàchiều làgọi gìtrong gì??là điệngìđiều? trườngkiện thường? ? chiều điện trường?