Презентация на тему Электрический ток в газах (10 класс)

2006 год
Электрический ток в различных средах

Электрический ток
в газах

разряд
Типы разрядов в газах и их применение

условиях являются диэлектриками, т.к. состоят из нейтральных атомов и

не содержат свободных заряженных частиц

Для того, чтобы газ проводил электрический ток, атомы необходимо ионизировать – оторвать от них электроны, а значит сообщить атомам извне достаточное количество энергии

Энергия для ионизации может быть передана за счет:
сильного нагрева
внешнего излучения (рентгеновского, радиоактивного)
сильного электрического поля

Ионизация излучением

Положительный ион

Свободный электрон

+

-

Е

Электрический ток в газах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов и положительных ионов

ионизатора (нагрев, излучение …), то начинает преобладать обратный процесс

объединения электронов и ионов в нейтральные атомы - рекомбинация

В процессе рекомбинации газ снова приобретает диэлектрические свойства

Таким образом электрические свойства газов сильно зависят от действия внешних ионизирующих факторов

газе, который может происходить под действием внешних ионизирующих факторов,

называется несамостоятельным разрядом ( ток прекращается после окончания действия ионизатора)

При увеличении напряжения между электродами трубки, заполненной газом, энергия движущихся ионов и электронов возрастает, возникает явление выбивания ионами из нейтральных молекул электронов – ударная ионизация, которая приводит к лавинному увеличению числа носителей заряда и резкому возрастанию тока

I

U

Такой разряд не нуждается в действии ионизатора, т.к. заряженные частицы образуются за счет ударной ионизации и называется самостоятельным

Ток при таком разряде необходимо ограничивать. Для этого в цепях переменного тока обычно применяется дроссель (индуктивное сопротивление)

сильно пониженном давлении самостоятельный разряд сопровождается свечением. Положительные ионы,

ударяясь о катод, вызывают вторичную электронную эмиссию.
Положительный столб содержит одинаковое число положительных и отрицательных носителей заряда и является квазинейтральным (плазма). В результате рекомбинации происходит излучение света (УФ – излучение в парах ртути)

Тлеющий разряд широко применяется в лампах дневного света, газосветных трубках (реклама), ртутных ультрафиолетовых лампах («горное солнце»), неоновых лампах (индикация и стабилизация напряжения), импульсных лампах (лампы – вспышки)

лампа дневного света
~ 220 В
Др
Ст
Ст – стартер (неоновая лампочка

с биметаллом)

Др – дроссель для ограничения тока при газовом разряде

- Капелька ртути, при испарении которой пары ртути излучают ультрафиолетовое излучение

- люминофор, преобразующий УФ – излучение паров ртути в видимое

Разберем принцип действия лампы …

высоком напряжении между электродами (напряженность электрического поля увеличивается до

миллиона вольт на метр и выше) в газе происходит искровой разряд в виде кратковременной искры (пробой газа, обусловленный ионизацией молекул сильным электрическим полем)

Гигантский искровой разряд представляет собой природная молния, приносит искра и пользу человеку – зажигает топливо в камере сгорания двигателей внутреннего сгорания, зажигает газ в газовой плите …

в двигателях внутреннего сгорания для воспламенения горючей смеси
Для

образования мощной искры на свечу зажигания подается напряжение 20 – 30 кВ

Образование искрового разряда в камере сгорания ДВС

Как получают такое высокое напряжение в двигателе ?

Искра в ДВС

пугала человека. Молнии, бьющие с неба, несущие смерть и

пожары, казались стрелами богов. Их боялись, заклинали, пытались обуздать…

Загадки молнии

Удивительное о молниях

Один случай удивительней другого: молния сжигает белье, оставляя верхнее платье. Или сбривает с человека все волосы до последнего. Вырывает из рук человека металлические предметы, отбрасывая на большое расстояние и не причиняя вреда державшему их. Молния сплавляет в общий слиток все монеты, бывшие в кошельке, или серебрит золотые и золотит серебряные, не сжигая лежавших вместе с ними бумажных денег. Молния бесследно уничтожает надетый на шею медальон на цепочке, оставляя на память ограбленной ею девушке отпечаток цепочки и медальона, не сходящий с кожи в течение нескольких лет...

точки зрения науки
Молния - разряд тока мощностью

до 3 млрд кВт, движущийся из облака вниз со скоростью 160-1600 км/с (и 140000 км/с - с половинной скоростью света движется иногда обратно с земли в облака) по ионизированному каналу воздуха с температурой плазмы до 30 000 градусов (в 5 раз выше, чем на Солнце), с диаметром канала 1,27 см, окруженной 3-6-метровой короной, длиной от 90 м до 32 км и сопровождающийся звуковой ударной волной (громом), слышимой иногда на расстоянии до 30 км
Напряжение между облаком и Землей достигает миллиарда вольт, сила тока – до миллиона ампер

месте контакта двух проводников (например угольных электродов) при низких

напряжениях (десятки вольт) выделяется большое количество тепла
При раздвигании проводников на расстояние несколько миллиметров в газе возникает разряд – электрическая дуга, которая является мощным источником тепла, света, ультрафиолетового излучения

- выделяемое при этом тепло используется для расплавления и сварки деталей
- выделяемый свет используется в качестве мощных источников света в дуговых осветительных лампах

Объясните устройство сварочного аппарата и принцип его работы

атмосферном давлении вблизи заостренных участков проводников, имеющих большой электрический

заряд, наблюдается в виде светящегося ореола – коронный разряд

На заостренных участках проводников с напряжением в десятки и сотни кВ возникает огромная напряженность электрического поля – свыше миллиона вольт на метр, вследствие чего прилежащий воздух ионизируется и происходит стекание заряда в виде маленьких искр, образующих корону

Особенно проявляется коронный разряд в линиях электропередачи (свыше 100 кВ)

Как борются с потерями энергии в ЛЭП, происходящими за счет коронного разряда?

презентации – материал «Загадки молнии» о том, что такое

молния, удивительные случаи, происходящие при ударах молнии (материал взят с сайта gadaem.com)