Đặc tuyến vôn - ampe của chất khí khi có dòng điện chạy qua như hình vẽ. Ở đoạn nào hạt tải điện được tạo ra bởi tác nhân ion hóa?
Dạng bài: Vật lý 11. Đặc tuyến vôn − ampe của chất khí khi có dòng điện chạy qua có dạng như hình vẽ. Ở đoạn nào hạt tải điện được tạo ra bởi tác nhân ion hóa? Hướng dẫn chi tiết.
Đặc tuyến vôn − ampe của chất khí khi có dòng điện chạy qua có dạng như hình vẽ. Ở đoạn nào hạt tải điện được tạo ra bởi tác nhân ion hóa?
Công thức liên quan
Dòng điện trong chất khí
Dòng chuyển dời của ion dương và electron tự do
Phân loại: dẫn điện tự lực (hồ quang điện, tia lửa điện) và không tự lực
Vật lý 11. Dòng điện trong chất khí. Hướng dẫn chi tiết.
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
1.Chất khí là môi trường không dẫn điện
Các phân tử khí không dẫn điện vì các phân tử khi đều ở trạng thái trung hòa điện, nên không tải điện ở điều kiện thường.
2.Dòng điện trong chất khí
Nhờ có các tác nhân các làm các phân tử khí bị ion hóa thành ion dương và electron tự do.Các hạt này đóng vai trò hạt tải điện
Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dởi có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường và các eelctron tự do ngược chiều điện trường.
3. Quá trình dẫn điện không tự lực
- Quá trình dẫn điện của chất khí mà ta vừa mô tả gọi là quá trình dẫn điện (phóng điện) không tự lực. Nó chỉ tồn tại khi ta đưa hạt tải điện vào khối khí ở giữa hai bản cực và biến mất khi ta ngừng đưa hạt tải điện vào.
- Thay đổi hiệu điện thế U giữa hai bản cực và ghi lại dòng điện I chạy qua chất khí, ta thấy quá trình dẫn điện không tự lực không tuân theo định luật Ôm.
- Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I qua chất khí khi phóng điện không tự lực, theo hiệu điện thế U giữa hai điện cực, được vẽ trên hình 15.1.
Nó có 3 đoạn rõ rệt:
+ Đoạn Oa: U nhỏ, dòng điện tăng theo U.
+ Đoạn ab: U đủ lớn dòng điện I đạt giá trị bão hoà. I không đổi khi U tăng.
+ Đoạn bc: U quá lớn, I tăng nhanh khi U tăng, chứng tỏ rằng khi hiệu điện thế đã quá lớn, sự tăng hiệu điện thế làm cho điện trở của chất khí giảm, mật độ hạt tải điện tăng.
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 duy trì, không cần ta liên tục đưa hạt tải điện vào, 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:
1. Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao, khiến phân tử khí bị ion hoá.
2. Điện trường trong chất khí rất lớn, khiến phân tử khí bị ion hoá ngay khi nhiệt độ thấp.
3. Catôt bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra êlectron. Hiện tượng này gọi là hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.
4. Catôt không nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào, làm bật êlectron ra khỏi catôt và trở thành hạt tải điện.
Tuỳ cơ chế sinh hạt tải điện mới trong chất khí mà ta có các kiểu phóng điện tự lực khác nhau.
Hai kiểu phóng điện tự lực thường gặp nhất là tia lửa điện và hồ quang điện
TIA LỬA ĐIỆN VÀ HỒ QUANG ĐIỆN
1.Qúa trình dẫn điện tự lực
a/Định nghĩa :Qúa trình dẫn điện tự lực là quá trình xuất hiện dòng điện trong chất khí có thể tự duy trì không cần tạo ra các hạt tải điện.
b/Điều kiện:
+ Dòng điện chạy qua làm tăng nhiệt độ , các phân tử khí bị ion hóa.
+ Cường độ điện trường trong không khí rất lớn làm phân tử khí bị ion hóa.
+Các điện cực bi nung nóng đỏ có thể phát ra electron.
+ Các ion dương có năng lượng lớn đập vào điện cực có thể phát ra
2.Tia lửa điện
a/Định nghĩa: Tia lửa điện là quá trình dẫn điện tự lực khi điện trường đủ mạnh làm ion hóa chất khí thành ion dương và electron.
b/Điều kiện: Tia lửa điện có thể hình thành ở điều kiện thường khi điện trường tới ngưỡng 3. V/m. Hiệu điện thế đủ để phát phát sinh tia lửa điện trong không khí giữa hai điện cực dạng khác nhau.
c/Ứng dụng: Bộ phận đánh lửa sét ,từ đám mây giông.
3.Hồ quang điện
a/Định nghĩa: Hồ quang điện là quá trình dẫn điện tự lực của chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp , đặt vào hai điện thế không lớn có kèm nhiệt và phát sáng.
b/Điều kiện:
+ Làm cho hai đầu nóng đỏ, cung cấp điện trường đủ mạnh
+ Có dạng vòng cung và phát sáng giữa hai điện cực xung quanh có nhiệt độ cao nên dẫn điện tốt.
c/Ứng dụng : Hàn , đun chảy vật liệu, làm đèn phát sáng.
Biến số liên quan
Cường độ dòng điện
Vật Lý 11.Cường độ dòng điện. Hướng dẫn chi tiết.
Khái niệm:
Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện.
Đơn vị tính: Ampe
Các câu hỏi liên quan
Hình 2.11a biểu diễn một vật chịu hai lực tác dụng lên nó. Hai lực này vuông góc với nhau. Hình 2.11b biểu diễn giản đồ vectơ để xác định hợp lực của hai lực đó.
- Tự luận
- Độ khó: 0
Hình 2.11a biểu diễn một vật chịu hai lực tác dụng lên nó. Hai lực này vuông góc với nhau.
Hình 2.11b biểu diễn giản đồ vectơ để xác định hợp lực của hai lực đó.
a) Tính độ lớn của hợp lực.
b) Sử dụng công thức lượng giác để tính góc của hợp lực so với phương ngang.
Một viên đá đang rơi chịu tác dụng của hai lực: trọng lực có độ lớn 15 N và lực đẩy của gió. Dùng giản đồ vectơ xác định hợp lực của hai lực lên viên đá.
- Tự luận
- Độ khó: 0
Một viên đá đang rơi chịu tác dụng của hai lực: trọng lực có độ lớn 15 N và lực đẩy do gió, tác dụng theo phương ngang, có độ lớn 3 N.
a) Biểu diễn các lực tác dụng lên viên đá.
b) Dùng giản đồ vectơ xác định hợp lực của hai lực lên viên đá.
c) Xác định độ lớn hợp lực tác dụng lên viên đá và tính góc của hợp lực so với phương ngang.
Khi vận hành, nếu lực đẩy của động cơ là 50 kN thì con tàu có trọng lượng 1000 kN đi với vận tốc không đổi. Con tàu có đang ở trạng thái cân bằng không? Vì sao?
- Tự luận
- Độ khó: 0
Khi vận hành, nếu lực đẩy của động cơ là 50 kN thì con tàu có trọng lượng 1 000 kN đi với vận tốc không đổi.
a) Con tàu có đang ở trạng thái cân bằng không? Vì sao?
b) Lực đẩy Archimedes của nước lên tàu là bao nhiêu?
c) Lực cản của nước đối với tàu là bao nhiêu?
Một thiết bị cảm biến có trọng lượng 2,5 N được thả xuống dòng nước chảy xiết. Nó không rơi theo phương thẳng đứng. Tính độ lớn lực tác dụng lên thiết bị.
- Tự luận
- Độ khó: 0
Một thiết bị cảm biến có trọng lượng 2,5 N được thả xuống dòng nước chảy xiết. Nó không rơi theo phương thẳng đứng, vì dòng nước chảy tác dụng lên thiết bị một lực đẩy 1,5 N sang ngang (Hình 2.12). Lực đẩy Archimedes của nước lên thiết bị 0,5 N.
a) Tính độ lớn hợp lực tác dụng lên thiết bị.
b) Thiết bị đó có ở trạng thái cân bằng không?
Cho lực 100 N như hình 2.13. Dùng hình vẽ xác định thành phần nằm ngang và thành phần thẳng đứng của lực này. Tính độ lớn của mỗi thành phần của lực.
- Tự luận
- Độ khó: 0
Cho lực 100 N như hình 2.13.
a) Dùng hình vẽ xác định thành phần nằm ngang và thành phần thẳng đứng của lực này.
b) Tính độ lớn của mỗi thành phần của lực.
c) Kiểm tra kết quả câu b bằng cách sử dụng định lí Pythagoras để chứng tỏ rằng hợp lực của hai thành phần bằng lực ban đầu (100 N).