Dòng điện trong chất khí – Môn Vật lý – Lớp 11

Ở bài viết này, chúng ta sẽ cùng Thầy Đỗ Ngọc Hà (giáo viên môn Vật lý tại Hệ thống Giáo dục HOCMAI) đi tìm hiểu về “Dòng điện trong chất khí”.

1, Sự dẫn điện trong chất khí ở điều kiện thường:

• Có rất ít các hạt tải điện trong chất khí.
• Trong chất khí xuất hiện các hạt tải điện khi dùng ngọn đèn ga để đốt nóng chất khí hoặc chiếu vào chất khí chùm bức xạ tử ngoại. Chất khí đó có khả năng dẫn điện.

2, Chất khí là môi trường cách điện.

Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa điện, vì vậy trong chất khí không có các hạt tải điện.

3, Bản chất dòng điện trong chất khí.

a, Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa.

Dòng điện chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường là dòng điện trong chất khí.

Chất khí trở thành không dẫn điện 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 phân tử khí trung hòa.

b, Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí.

Quá trình dẫn điện không tự lực là quá trình dẫn điện của chất khí nhờ có tác nhân ion hóa. Qúa trình dẫn điện không tự lực 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.

Đây là quá trình không tuân theo định luật Ôm.

c, Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện không tự lực.

Hiện tượng nhân số hạt tải điện là hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí do dòng điện chạy qua gây ra.

4, Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí và điều kiện để tạo ra quá trình dẫn điện tự lực.

Quá trình phóng điện vẫn tiếp tục giữ được khi không còn tác nhân ion hóa tác động từ bên ngoài là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí.

Để dòng điện có thể tạo ra các hạt tải điện mới trong chất khí ta có cách sau:

• Phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ thấp khi điện trường trong chất khí rất lớn.
• Dòng điện qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao khiến phân tử khí bị ion hóa.
• Hiện tượng phát xạ nhiệt electron xảy ra khi cactot bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra electron.
• Catot 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.

+ Quá trình phóng điện tự lực trong chất khi đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hòa thành ion dương và electron tự do được gọi là tia lửa điện.

+ Điều kiện tạo ra tia lửa điện:

+ Ứng dụng: dùng trong động cơ nổ trong xilanh

6, Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện.

+ 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 gọi là hồ quang điện.

Hồ quang điện kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh.

+ Điều kiện tạo ra hồ quang điện.

Dòng điện qua chất khí giữa được nhiệt độ cao của catot để catot phát được electron bằng hiện tượng phát xa nhiệt electron.

+ Ứng dụng: Hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu,…

Hy vọng với bài viết này sẽ giúp ích cho các em trong quá trình học môn Vật lí lớp 11.