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

Chất lỏngĐèn Kim loạiChất lỏngĐèn Dẫn điệnChất rắnChương 3: Dòng điện trong các môi trườngChất khíDẫn điệnChất khíĐèn BÀI 15 -DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍChất khí cách điện tốt Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG.Bài 15 DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT KHÍ Hãy ngắt điện khi có hỏa hoạn!Vì sao?Khi nào thì chất khí dẫn điện?Khi nào thì chất khí dẫn điện? Vì sao?Không khíNguồn điệnChất khí cách điện tốt Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG.Bài 15 DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT KHÍ BAØI 152. Thí nghiệm 1:Mô tả Thí nghiệm:Kết quả: Thấy khi tích điện cho quả cầu thì hai lá kim loại xòe ra lập tức, sau đó thôi tích điện thì hai lá kim loại từ từ khép lại.Giải thích: Do có sự trao đổi điện tích tự do của chất khí với lá kim loại làm giảm điện tích của quả cầu dần về không.+++++++++++++++++++++++---+Bài 15 DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT KHÍ II. Tính dẫn diện của chất khí ĐK thườngKhi nào thì chất khí dẫn điện? Vì sao?Không khí2. Thí nghiệm 2Mô tả TN:Kết quả: -Khi chưa đốt nóng không khí thì chất khí không dẫn được điện.-Khi đốt nóng không khí thì chất khí dẫn được điện.Nguồn điệnII. SỰ DẪN ĐiỆN CỦA CHẤT KHÍ Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG.Bài 15 DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT KHÍ I+++++++Giải thích sự sinh ra hạt tải điện do tác nhân nhiệt độ+++++++----Giải thích sự sinh ra hạt tải điện do tác nhân nhiệt độKhi có tác nhân nhiệt độ vào chất khí thì chất khí bị ion hóa sinh ra các hạt tải điện là ion(+), ion(-) và electron.Phân tử chất khí trung hòa điệnElectron tự doIon (+)Ion (+)1. Sự ion hoá chất khí và tác nhân ion hoáQuá trình ion hóa do tác nhân ion hóa; nhệt độ, bức xạ, vv...Ban đầu chất khí gồm các phân tử trung hòaTác nhân ion hóa biến phân tử trung hòa thành ion dương và electronElectron kết hợp với phân tử trung hòa thành ion âmIII. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍBài 15 DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT KHÍ (TiẾT 2 Sự ion hoá chất khí và tác nhân ion hoá là quá trình dưới tác dụng của tác nhân gây ra ion hóa “như nhiệt độ, bức xạ, điện trường cao”, làm chất khí sinh ra các ion và eletron tự do ở trong chất khí.III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍBài 15 DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT KHÍ (TiẾT 2 ++++++---+-+Quá trình tái hợp giữa electron và ion, để trở thành phân tử khí trung hòa điện khi không có tác nhân ion hóa. Khi không khí đã bị ion hóa khi chưa có và đã có điện trường ngoài tác dụng thì có hiện tượng gì xãy ra ?III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍKHI CHƯA CÓ ĐIỆN TRƯỜNG TÁC DỤNG VÀO KHÔNG KHÍ.++++---III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍKhi có điện trường ngoài tác dụng các ion(+) chuyển động có hướng cùng chiều E và ion(-), electron chuyển động ngược chiều E+--++-+-+-E+-+-KHI CÓ ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI TÁC DỤNGIBản chất dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion(+) cùng chiều điện trường và ion(-), electron ngược chiều điện trường. Các hạt tải điện này sinh ra do chất khí bị ion hóa bởi tác nhân ion hóa.1. Sự ion hoá chất khí và tác nhân ion hoáIII. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍChất khí cách điện tốt Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG.Sự dẫn điện của chất khí ở điều kiện thường.Bản chất dòng dòng điện trong chất khíSự ion hóa chất khí	* Bản chất dòng điện trong chất khí2. Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí:Bài 15 DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT KHÍ (Tiết 2)2.Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí.U=0 => I=0. Lúc này các hạt chuyển động hỗn loạn.U>0 => I>0. Các hạt chuyển động có hướng, U và I càng tăng thì các hạt chuyển động càng nhanh.U đạt đến 1 giá trị nào đó (Uo) thì I không tăng nữa. Lúc này nó đã đạt giá trị bão hòa.Khi U đạt tới giá trị Uc => I tăng rất nhanh.Đặc tuyến Vôn-Ampe củachất khíOI (A)U (V)Uc UbIbh Không phải là đường thẳng→ Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Ôm2. Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khíLà quá trình dẫn điện chỉ xảy ra khi có tác nhân ion hóa.III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍUIOĐịnh luật Ôm:OI (A)U (V)Uc UbIbh Gđ 1. Sự phóng điện không tự lực.Khi U nhỏ, và xảy ra khi có tác nhân ion hóaGđ 2. Phóng điện không tự lực mà cường độ dòng điện đạt giá trị bão hòa.Dù U tăng, I vẫn giữ nguyên giá trị I = IbhGđ 3. Sự phóng điện tự lực vẫn xảy ra dù mất tác nhân ion hóaU >>Uc → xảy ra quá trình“Ion hóa do va chạm” → I tăng vọtCường độ dòng điện trong chất khí biến đổi theo U theo 3 giai đoạn sau:+e-e-e-3. Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện không tự lực. (Giảm tải)- 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.- Quá trình diễn ra theo kiểu thác lũ (“tuyết lở”) như hình sau đây: III. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ++++----------------++++-------+++-----+-----Quá trình nhân số hạt tải điện theo kiểu thác lũ (tuyết lở)-+---+IV. QUÁ TRÌNH DẪN ĐiỆN TỰ LỰC CỦA CHẤT KHÍ.-Quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trùy, mà không cần ta chủ động tạo ra hạt tải điện, gọi là quá trình dẫn điện (phóng điện ) tự lực. Ví Dụ: Tia lửa điện và Hồ quang điện.1. Định nghĩa Tia lửa điện:Không có hình dạng nhất định, thường là chùm tia ziczac.Có nhiều nhánh, thường kèm theo tiếng nổ, sinh ra ozone trong không khí.V. TIA LỬA ĐiỆN VÀ ĐiỀU KiỆN TẠO RA TIA LỬA ĐiỆN.- Tia lủa điện là quá trình phóng điện tự lực của chất khí khi đặt giữa một điện trường đủ mạnh để ion hóa kk thành ion và electron tự do. 2. Điều kiện để tạo ra tia lửa đện:- Khi trời mưa to, có sấm sét, trên trời cũng có 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 không khí tăng đột ngột gây ra tiếng nổ:+ Tiếng sấm: giữa hai đám mây+ Tiếng sét: giữa đám mây với mặt đất.- (khửtrùngkhôngkhí, quầnáobệnhnhânsaukhigiặt)Đk: cótialửađiệnLàmbugiđánhlửa.	- Cơsởđểlàmcộtthulôi1.Tia lửa điện:Được chế tạo Buri trong động cơ đốt trong. Chế tạo cột thu lôi chống sét.3. Ứng dụng của dòng điện trong chất khí. Phòng chống sấm sét1, Trong nhà:Khi có sấm sét nên:Tránh các chỗ ẩm ướt như buồng tắm, không 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 ngoài nên rất có thể bị ảnh hưởng sét đánh lan truyền.VI. Hiện tượng hồ quang điện1. 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 giữa hai điện cực có hiệu diện thế không lớn. - Hồ quang điện có thể kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh 2. Điều kiện để có hồ quang điện:*U: 40 – 50 V*Cường độ dòng điện lên tới hàng chục Ampe.* Nhiệt độ: 2500-80000֯C tùy vào bản chất của điện cực VI. Hiện tượng hồ quang điện3. Ứng dụng hồ quang điện:1. Hàn điện3. Làm đèn phát sáng2. Luyện kimTác hại của Hồ quang điệnNếu 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.MÔI TRƯỜNGKIM LOẠICHẤT ĐIỆN PHÂNCHẤT KHÍHẠT TẢI ĐIỆNSỰ DẪN ĐIỆNTÁC NHÂN HỖ TRỢSo sánh bản chất dòng điện trong kim loại, trong chất điện phân và chất khí?CỦNG CỐElectron tự doIon dương và ion âmIon dương, ion âm và electronRất tốtTốt, kém hơn kim loạiRất kémKhông cầnKhông cầnTác nhân ion hoáKHÔNGTỰLỰCIONDƯONGTÁCNHÂNIONHÓASỰIONHÓAELECTRONVÀIONÂMCHẤTKHÍ345126Q1Quá trình dẫn điện chỉ tồn tại khi tạo ra hạt tải điện trong chất khí gọi là gì?Q2Với dòng điện trong chất khí loại hạt tải điện nào chuyển động cùng chiều điện trường ?Q3Ngọn lữa ga, Tia tử ngoại của đèn thủy ngân tác động vào chất khí gọi là gì?Q4Quá trình tạo ra hạt tải điện trong chất khí gọi là gì?Q5Với dòng điện trong chất khí những loại hạt tải điện nào chuyển động ngược chiều điện trường? Q6Môi trường nào chứa ba loại hat tải điện ( ion âm, ion dương, electron) trong điều kiện thường ?Trò chơi ô chữ