Презентация по физике на тему "Электрический ток в газах"

• 1 слайд

  Электрический ток
  в газах
  
  

• 2 слайд

  Газы в нормальном состоянии являются диэлектриками, так как состоят из электрически нейтральных атомов и молекул и поэтому не проводят электрического тока.
  Для того, чтобы сделать газ проводящим, нужно тем или иным способом внести в него или создать в нем свободные носители заряда - заряженные частицы.
  При этом возможны два случая:
  либо эти заряженные частицы создаются действием какого-нибудь внешнего фактора или вводятся в газ извне – несамостоятельная проводимость,
  либо они создаются в газе действием самого электрического поля, существующего между электродами – самостоятельная проводимость.
  
  Проводниками могут быть только ионизированные газы, в которых содержатся электроны, положительные и отрицательные ионы.
  
  
  +
  е
  

• 3 слайд

  +
  Для того, чтобы газ проводил электрический ток, атомы необходимо ионизировать – оторвать от них электроны, а значит сообщить атомам извне достаточное количество энергии.
  е
  действие
  
  Ионизацией называется процесс отделения электронов от атомов и молекул.
  
  
  
  
  
  То есть, ионизация возникает под действием высоких температур и различных излучений (рентгеновских, радиоактивных, ультрафиолетовых, космических лучей), вследствие столкновения быстрых частиц или атомов с атомами и молекулами газов.
  Процессы внешней ионизации:
  Термическая ионизация
  Различные излучения
  Фотоионизация
  
  
  
  
  
  несамостоятельная проводимость
  

• 4 слайд

  +
  е
  Е
  Электрический ток в газах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов и положительных ионов.
  Образовавшиеся электроны и ионы делают газ проводником электричества.
  Прохождение электрического тока через газ называется газовым разрядом.
  Газы не подчиняются закону Ома.
  действие
  

• 5 слайд

  Разряд, существующий при действии внешнего ионизатора, называется - несамостоятельным.
  

• 6 слайд

  
  Электронный удар
  Термоэлектронная эмиссия
  Выбивание электронов с катода положительными ионами
  
  
  
  
  
  Процессы внутренней ионизации:
  самостоятельная проводимость.
  
  
  
  Ионизация возникает вследствие столкновения быстрых частиц или атомов с атомами и молекулами газов, а так же при столкновении положительных ионов с катодом.
  +
  е
  е
  +
  |
  е
  действие
  действие
  

• 7 слайд

  Если действие внешнего ионизатора продолжается, то через определенное время в газе устанавливается внутренняя ионизация и разряд становится самостоятельным.
  

• 8 слайд

  В процессе рекомбинации газ снова приобретает диэлектрические свойства
  Если прекратить действие ионизатора (нагрев, излучение …), то возникает обратный процесс объединения электронов и ионов в нейтральные атомы – рекомбинация.
  +
  е
  действие
  

• 9 слайд

  Типы самостоятельных разрядов
  В зависимости от процессов образования ионов в разряде при различных давлениях газа и напряжениях, приложенных к электродам, различают несколько типов самостоятельных разрядов:
  тлеющий
  искровой
  дуговой
  коронный
  
  

• 10 слайд

  Тлеющий разряд возникает, если давление газа низкое (от сотых долей до нескольких мм.рт.ст.) и напряжение на электродах порядка нескольких сотен вольт. Он представляет собой слабое свечение газа, заметное только в тёмном помещении или в тёмное время суток.
  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).
  Важнейшее современное применение тлеющий разряд получил в сравнительно недавно созданных квантовых источниках света – газовых лазерах.
  

• 11 слайд

  Тлеющий разряд
  Его можно наблюдать в стеклянной трубке с впаянными у концов плоскими металлическими электродами.
  Вблизи катода располагается тонкий светящийся слой, называемый катодной светящейся пленкой
  

• 12 слайд

  Искровой разряд
  Возникает в газе обычно при давлениях порядка атмосферного.
  
  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.
  
  Искровой разряд в двигателе внутреннего сгорания
  

• 13 слайд

  Молния. Красивое и небезопасное явление природы – молния – представляет собой искровой разряд в атмосфере.
  

• 14 слайд

  Дуговой разряд
  Если после получения искрового разряда от мощного источника постепенно уменьшать расстояние между электродами, то разряд из прерывистого становится непрерывным возникает новая форма газового разряда, называемая дуговым разрядом.
  Рат
  U=50-100 В
  I = 100 А
  
  

• 15 слайд

  Электрическая дуга (дуговой разряд)
  Дуговой разряд применяется для сварки металлических деталей, для выплавки сталей и сплавов. При этом лицо сварщика или рабочего сталелитейного производства должно быть закрыто толстым тёмным стеклом, чтобы ультрафиолетовое излучение, испускаемое дугой, не повредило глаза и кожу. В мировой промышленности около 90% инструментальной стали выплавляется именно в дуговых электропечах.
  

• 16 слайд

  Коронный разряд
  Коронный разряд сопровождается слабым свечением и небольшим шумом. Особенно нежелательно возникновение этого разряда вокруг проводов высоковольтных ЛЭП, так как он приводит к потерям электрической энергии.
  Коронный разряд возникает, если давление газа близко к атмосферному, и есть сильное неоднородное электрическое поле. Оно существует вблизи заострённых частей проводников, подключенных к высоковольтным источникам тока, а также находящихся во влажном атмосферном воздухе во время грозы.
  

• 17 слайд

  В некоторых случаях коронный разряд с громоотвода бывает настолько сильным, что у острия возникает явно видимое свечение. Такое свечение иногда появляется и возле других заостренных предметов, например, на концах корабельных мачт, острых верхушек деревьев, и т.д. Это явление было замечено еще несколько веков тому назад и вызывало суеверный ужас мореплавателей, не понимавших истинной его сущности «Огни святого Эльма»
  

• 18 слайд

  Вывод:
  
  1. Носители заряда – положительные и отрицательные ионы, электроны.
  2. Процесс образования носителей заряда – ионизация внешним ионизатором или внутренняя ионизация.
  3. Газы не подчиняются закону Ома.
  4. Техническое применение: дуговая электросварка, коронные фильтры, искровая обработка металлов, лампы дневного света и газосветная реклама.