Электрический ток в газах. План: 1.Электрический заряд в газах; 2.Проводимость газов; 3.Газовые разряды; 4.Искровой заряд; 5.Молния; 6.Дуговой заряд; - презентация

1 Электрический ток в газах

2 План: 1. Электрический заряд в газах; 2. Проводимость газов; 3. Газовые разряды; 4. Искровой заряд; 5.Молния; 6. Дуговой заряд; 7. Коронный заряд; 8. Тлеющий заряд.

3 Электрический ток в газах Он представляет собой направленное движение свободных электронов, положительных и отрицательных ионов. Электрический ток в газах иначе называют электрическим разрядом или газовым разрядом.

4 Вы знаете, что при обычных условиях все газы являются диэлектриками, то есть не проводят электрического тока. Этим свойством объясняется, например, широкое использование воздуха в качестве изолирующего вещества. Принцип действия выключателей и рубильников как раз и основан на том, что размыкая их металлические контакты, мы создаем между ними прослойку воздуха, не проводящую ток.

5 Пламя, внесенное в пространство между двумя металлическими дисками, приводит к тому, что гальванометр отмечает появление тока. Отсюда следует вывод: пламя, то есть газ, нагретый до высокой температуры, является проводником электрического тока. Прохождение тока через газы называют газовым разрядом.

6 Вместо пламени можно использовать ультрафиолетовое или рентгеновское излучение, а также поток альфа-частиц или электронов. Установлено, что действие любой из этих причин приводит к образованию свободных электронов, положительных и отрицательных ионов из молекул – ионизации. При этом от некоторых молекул отрывается один (или несколько) электронов, в результате чего молекула превращается в положительный ион. Под воздействием электрического поля, существующего между дисками, образовавшиеся ионы и электроны начинают двигаться, создавая между дисками электрический ток.

7 Газовые разряды Самостоятельные Происходят без действия внешнего ионизатора. Несамостоятельные Происходят только при наличии внешнего ионизатора.

8 Самостоятельная и несамостоятельная проводимость газов.

9 Если направить в газовый промежуток струю воздуха от маленькой воздуходувки, и на пути струи, вне промежутка, поместить ионизующее пламя, то гальванометр покажет некоторый ток.

10 Искровой разряд. При достаточно большой напряженности поля (около 3 МВ/м) между электродами появляется электрическая искра, имеющая вид ярко светящегося извилистого канала, соединяющего оба электрода. Газ вблизи искры нагревается до высокой температуры и внезапно расширяется, отчего возникают звуковые волны, и мы слышим характерный треск.

11 Описанная форма газового разряда носит название искрового разряда или искрового пробоя газа. При наступлении искрового разряда газ внезапно утрачивает свои диэлектрические свойства и становится хорошим проводником. Напряженность поля, при которой наступает искровой пробой газа, имеет различное значение у разных газов и зависит от их состояния (давления, температуры). Чем больше расстояние между электродами, тем большее напряжение между ними необходимо для наступления искрового пробоя газа. Это напряжение называется напряжением пробоя.

12 Молния. Красивое и небезопасное явление природы – молния – представляет собой искровой разряд в атмосфере. Уже в середине 18-го века обратили внимание на внешнее сходство молнии с электрической искрой. Высказалось предположение, что грозовые облака несут в себе большие электрические заряды и что молния есть гигантская искра, ничем, кроме размеров, не отличающаяся от искры между шарами электрической машины.

13 Бенджамин Франклин Михаил Ломоносов

14 Нижняя часть облака (отраженная к Земле) бывает заряжена отрицательно, а верхняя – положительно.

15 Электрическая дуга. В 1802 году русский физик В.В. Петров ( ) установил, что если присоединить к полюсам большой электрической батареи два кусочка древесного угля и, приведя угли в соприкосновение, слегка их раздвинуть, то между концами углей образуется яркое пламя, а сами концы углей раскалятся добела, испуская ослепительный свет.

16 Практически ежедневно мы сталкиваемся с дуговым газовым разрядом или результатами его действия. Это и маленькие «солнца», пылающие в руках рабочих на стройплощадках, и обычные петли, приваренные к входной двери. Именно благодаря сварке дуговой разряд нашел такое широкое применение. Бесспорный мировой авторитет Украины в этой об­ласти обеспечили работы ученых Института электросварки им. Е. О. Патона.

17 Применение дугового разряда: Освещение; Сварка; Ртутная дуга.

18 Коронный разряд. Натянем на двух высоких изолирующих подставках металлическую проволоку ab, имеющую диаметр несколько десятых миллиметра, и соединим ее с отрицательным полюсом генератора, дающего напряжение несколько тысяч вольт. Второй полюс генератора отведем к Земле. Получится своеобразный конденсатор, обкладками которого являются проволока и стены комнаты, которые, конечно, сообщаются с Землей.

19 Повышая постепенно напряжение и наблюдая за проволокой в темноте, можно заметить, что при известном напряжении возле проволоки появляется слабое свечение (корона), охватывающее со всех сторон проволоку; оно сопровождается шипящим звуком и легким потрескиванием. Коронный разряд может возникнуть не только вблизи проволоки, но и у острия и вообще вблизи любых электродов, возле которых образуется очень сильное неоднородное поле.

20 Применение коронного разряда. Громоотвод (Подсчитано, что в атмосфере всего земного шара происходит одновременно около 1800 гроз, которые дают в среднем около 100 молний в секунду. Поэтому, защита от молнии представляет собой важную задачу).

21 Тлеющий разряд. Существует ещё одна форма самостоятельного разряда в газах – так называемый тлеющий разряд. Для получения этого типа разряда удобно использовать стеклянную трубку длиной около полуметра, содержащую два металлических электрода.

22 Обычно этот заряд возникает при давлениях в газе значительно ниже атмосферного: 1–10 Па. Проделаем опыт. Из стеклянной трубки 2 с электродами, подключенными к высоковольтному источнику тока 1, насосом 3 будем откачивать воздух. Через некоторое время воздух, оставшийся в трубке, начнет испускать неяркий красно-малиновый свет. Трубки с этими газами, изогнутые в виде букв и других фигур, используют для изготовления светящихся надписей на магазинах, кинотеатрах и т. д.

23 Цвета тлеющих разрядов в различных газах. Гелий Неон Аргон Криптон Ксенон