Các hiện tượng: tia lửa điện, sét, hồ quang điện, hiện tượng nào xảy ra do tác dụng của điện trường rất mạnh trên 10^6 V/m?

Dạng bài: Vật lý 11. Các hiện tượng: tia lửa điện, sét, hồ quang điện, hiện tượng nào xảy ra do tác dụng của điện trường rất mạnh trên 10^6 V/m? Hướng dẫn chi tiết.

Đề:

Các hiện tượng: tia lửa điện, sét, hồ quang điện, hiện tượng nào xảy ra do tác dụng của điện trường rất mạnh trên $10^{6}$ V/m?

A.

Tia lửa điện.

B.

Sét.

C.

Hồ quang điện.

D.

Tia lửa điện và sét.

Xem câu trả lời

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.

hinh-anh-dong-dien-trong-chat-khi-915-0

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. $10^{6}$ 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.

hinh-anh-dong-dien-trong-chat-khi-915-1

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.

hinh-anh-dong-dien-trong-chat-khi-915-2

Dòng điện trong chất khí là gì ?

Trắc nghiệm
Độ khó: 0

Câu hỏi:

Một đoạn mạch $A B$ gồm hai đoạn mạch $A M$ và $M B$ mắc nối tiếp. Đoạn mạch $A M$ gồm điện trở thuần $R_{1}$ mắc nối tiếp với tụ điện có điện dung $C$ , đoạn mạch $M B$ gồm điện trở thuần $R_{2}$ mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm $L$ . Đặt điện áp xoay chiều có tần số và giá trị hiệu dụng không đổi vào hai đầu đoạn mạch $A B$ . Khi đó đoạn mạch $A B$ tiêu thụ công suất bằng $120 W$ và có hệ số công suất bằng 1. Nếu nối tắt hai đầu tụ điện thì điện áp hai đầu đoạn mạch $A M$ và $M B$ có cùng giá trị hiệu dụng nhưng lệch pha nhau $\frac{π}{3}$ , công suất tiêu thụ trên đoạn mạch $A B$ trong trường hợp này bằng

Trắc nghiệm
Độ khó: 0

Câu hỏi:

Một học sinh quấn một máy biến áp với dự định số vòng dây của cuộn sơ cấp gấp hai lần số vòng dây của cuộn thứ cấp. Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu một số vòng dây. Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh này đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi, rồi dùng vôn kết xác định tỉ số điện áp ở cuộn thứ cấp để hở và cuộn sơ cấp. Lúc đầu tỉ số điện áp bằng 0,43. Sau khi quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vòng dây thì tỉ số điện áp bằng 0,45. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Để được máy biến áp đúng như dự định, học sinh này phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp

Trắc nghiệm
Độ khó: 0

Câu hỏi:

Đặt điện áp xoay chiều $u = U \sqrt{2} \cos (100 π t)$ vào hai đầu đoạn mạch mắc nối tiếp gồm điện trở thuần $R$ , tụ điện có điện dung $C$ và cuộn cảm thuần có độ tự cảm $L$ thay đổi được. Điều chỉnh $L$ để điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì thấy giá trị cực đại đó bằng $100 V$ và điện áp hiệu dụng ở hai đầu tụ điện bằng $36 V$ . Giá trị của $U$ là

Trắc nghiệm
Độ khó: 0

Câu hỏi:

Đặt điện áp $u = U \sqrt{2} \cos (ω t)$ vào hai đầu một tụ điện thì cường độ dòng điện qua nó có giá trị hiệu dụng là $I$ . Tại thời điểm $t$ , điện áp ở hai đầu tụ điện là $u$ và cường độ dòng điện qua nó là $i$ . Hệ thức liên hệ giữa các đại lượng là

Trắc nghiệm
Độ khó: 0

Câu hỏi:

Đặt điện áp xoay chiều $u = U_{0} \cos (ω t)$ ( $U_{0}$ không đổi và $ω$ thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần $R$ , cuộn càm thuần có độ tự cảm $L$ và tụ điện có điện dung $C$ mắc nối tiếp, với $C R^{2} < 2 L$ . Khi $ω = ω_{1}$ hoặc $ω = ω_{2}$ thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện có cùng một giá trị. Khi $ω = ω_{0}$ thì điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện đạt cực đại. Hệ thức liên hệ giữa $ω_{1}, ω_{2} v à ω_{0}$ là