Презентация по физике на тему:"Электрический ток в газах

• 1 слайд

  Электрический ток в газах
  Возьмём электрометр с присоединёнными к нему диски плоского конденсатора и зарядим его.
  При комнатной температуре, если воздух достаточно сухой, конденсатор заметно не заряжается.
  Сухой воздух можно считать диэлектриком.
  Если нагреть воздух между дисками горящей спичкой, то стрелка электрометра быстро приближается к нулю, значит, конденсатор разряжается.
  Следовательно, нагретый газ является проводником и в нем устанавливается электрический ток.
  

• 2 слайд

  Ионизация газов
  При комнатной температуре воздух очень плохой проводник.
  При обычных условиях газы почти полностью состоят из нейтральных атомов или молекул и, следовательно, являются диэлектриками.
  
  При нагревания или воздействии излучения часть атомов ионизируется
  - распадается на положительно заряженные ионы и электроны.
  В газе могут образовываться и отрицательные ионы, которые появляются благодаря присоединению электронов к нейтральным атомам.
  
  С увеличением температуры молекулы начинают двигаться так быстро, что часть из них при столкновениях распадается, превращаясь в ионы.
  Чем выше температура, тем больше образуется ионов.
  

• 3 слайд

  Проводимость газов.
  
  
  В газах образование ионов происходит либо при нагревании, либо за счёт действия внешних ионизаторов, например излучений или сильных электрических полей.
  
  
  
  
  
  
  
  
  Таким образом, в газах сочетается электронная проводимость, подобная проводимости металлов, с ионной проводимостью, подобной проводимости водных растворов или расплавов электролитов
  

• 4 слайд

  Рекомбинация
  При сближении электрона и положительно заряженного иона они могут вновь образовать нейтральный атом.
  
  Такой процесс называют рекомбинацией заряженных частиц.
  

• 5 слайд

  Вывод:
  При комнатных температурах газы являются диэлектриками. Нагревание газа или облучение ультрафиолетом, рентгеновскими и другими лучами вызывает ионизацию атомов или молекул газа. Газ становится проводником.
  Электрический ток в газе называт газовым разрядом.
  
  

• 6 слайд

  Несамостоятельный разряд
  Для исследования разряда в газе при различных давлениях удобно использовать стеклянную трубку с двумя электродами.
  
  Пусть с помощью какого- либо ионизатора в газе образуется в секунду определенное число пар заряженных частиц: положительных ионов и электронов.
  
  При небольшой разности потенциалов между электродами трубки положительно заряженные ионы перемещаются к отрицательному электроду, а электроны и отрицательно заряженные ионы - к положительному электрону.
  
  В трубке возникает электрический ток, т. е. происходит газовый разряд
  

• 7 слайд

  Вольт-амперная характеристика несамостоятельного газового разряда
  Все образующиеся ионы достигают электродов; часть их воссоединяется с электронами, образуя нейтральные молекулы газа.
  По мере увеличения разности потенциалов между электродами трубки доля заряженных частиц, достигающих электродов, увеличивается.
  Возрастает и сила тока в цепи. Наступает момент, при котором все заряженные частицы,
  образующиеся в газе за секунду,
  достигают за это время электродов.
  При этом дальнейшего роста тока не происходит.
  Ток достигает насыщения. Если действие ионизатора прекратить, то прекратится и разряд, так как других источников ионов нет. По этой причине разряд называют несамостоятельным разрядом.
  
  
  I (A)
  U (B)
  

• 8 слайд

  Самостоятельный разряд
  Опыт показывает, что сила тока снова возрастает, если продолжать увеличивать напряжение
  
  Это означает, что в газе появляются дополнительные ионы сверх тех, которые образуются за счет действия ионизатора
  .
  Сила тока может возрасти в сотни и тысячи раз, а число ионов может стать таким большим, что внешний ионизатор будет уже не нужен для поддерживания разряда.
  
  Если убрать внешний ионизатор, то разряд не прекратится. Так как разряд не нуждается для своего поддерживания во внешнем ионизаторе, его называют самостоятельным разрядом.
  

• 9 слайд

  Ионизация электронным ударом
  Рассмотрим какую- либо пару заряженных частиц (положительный ион и электрон), образовавшуюся благодаря действию внешнего ионизатора.
  Появившийся таким образом свободный электрон начинает двигаться к положительному электроду- аноду, а положительный ион- к катоду.
  На своем пути электрон встречает ионы и нейтральные атомы. В промежутках между двумя последовательными столкновениями энергия электрона увеличивается за счет работы сил электрического поля.
  Чем больше разность потенциалов между электродами, тем больше напряженность электрического поля.
  Если кинетическая энергия электрона превосходит работу (Аi), которую нужно совершить, чтобы ионизовать нейтральный атом, то при столкновении электрона с атомом происходит ионизация.
  В результате вместо одного свободного электрона оказываются два. Эти электроны, в свою очередь, получают энергию и ионизуют встречные атомы.
  Вследствие этого число заряженных частиц резко возрастает, возникает электронная лавина.
  
  +
  +
  +
  +
  +
  +
  

• 10 слайд

   
  
  Описанный процесс называется ионизацией электронным ударом.
  Но одна ионизация недостаточна.
  
  Для существования разряда необходима эмиссия электронов с катода.
  (эмиссия означает испускание),
  
  
  Эмиссия электронов может быть обусловлена несколькими причинами.
  Например, положительные ионы при своем движении к катоду могут выбивать из него электроны.
  
  

• 11 слайд

  Вольт- амперная характеристика электрического тока в газах.
  
  
  
  I(A)
  U(B)
  O
  A
  B
  *
  *
  В газах при больших напряженностях электрических полей электроны достигают таких больших энергий, что начинается ионизация электронным ударом.
  Разряд становится самостоятельным и продолжается без внешнего ионизатора.
  (участок АВ)
  
  
  

• 12 слайд

  
  Виды самостоятельного разряда:
  
  

• 13 слайд

  Тлеющий разряд в газе.
  Возникает при низком давлении и
  напряжении около 100В.
  

• 14 слайд

  Северное сияние – тлеющий разряд
  

• 15 слайд

  Коронный разряд
  При нормальном атмосферном давлении на острых предметах
  при высокой напряженности электрического поля.
  

• 16 слайд

  Дуговой разряд
  При нормальном атмосферном давлении и
  Напряжении около 50В
  

• 17 слайд

  Искровой разряд
  При нормальном атмосферном давлении\
  и большой напряженности электрического поля.