Презентация по теме "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 электричества.
  Проводниками могут быть только ионизированные газы, в которых содержатся электроны, положительные и отрицательные ионы.
  
  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.
  
  
  
  
  

• 3 слайд

  Распад атомов на положительные ионы и электроны называется ионизацией,
  обратный процесс – рекомбинацией.
  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. Образовавшиеся электроны и ионы делают газ проводником электричества.
  Процессы ионизации:
  Электронный удар
  Термическая ионизация
  Фотоионизация
  Радиоактивность
  
  излучение
  +
  +
  - e
  тепло
  ионизация
  -
  

• 4 слайд

  
  
  
  
  В газах
  электронно-ионная проводимость.
  
  

• 5 слайд

  +
  +
  ―
  - e
  рекомбинация
  Рекомбинация ионов и электронов в ионизованных газах и плазме - образование нейтральных атомов и молекул из свободных электронов положительных атомных или молекулярных ионов (процесс, обратный ионизации)
  

• 6 слайд

  
  Электрическим током в газах называется направленное движение положительных ионов к катоду, отрицательных ионов и электронов к аноду.
  

• 7 слайд

  Вольт-амперная характеристика
  Несамостоятельный газовый разряд происходит под действием внешнего ионизатора (участки I и II на ВАХ).
  Насыщение (участок II) – все образующиеся заряженные частицы достигают электродов.
  Самостоятельный газовый разряд – продолжается без внешнего ионизатора (участок III).
  Ионизация осуществляется электронным
  ударом. Возможна при условии
  (m,v – масса и скорость электрона; Аi – работа ионизации), поэтому осуществляется при большой напряженности электрического поля и\или при высокой температуре.
  

• 8 слайд

  Условие ионизации электронным ударом,
  где l – длина свободного пробега
  
  mυ2
  2
  = eEl
  

• 9 слайд

  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ
  САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РАЗРЯД
  ДУГОВОЙ
  РАЗРЯД
  ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД
  КОРОННЫЙ РАЗРЯД
  ИСКРОВОЙ РАЗРЯД
  
  НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ
  РАЗРЯД
  
  

• 10 слайд

  Виды самостоятельных
  разрядов
  

• 11 слайд

  
  Протекание тока через газ называется
  газовым разрядом.
  
  

• 12 слайд

  ДУГОВОЙ РАЗРЯД
  Формированию предшествует короткий нестационарный процесс в пространстве между электродами — разрядном промежутке. Длительность этого процесса ~ 10-6—10-4 сек в зависимости от давления и рода газа, длины разрядного промежутка, состояния поверхностей электродов.
  Может возникать практически при любом давлении газа — от менее 10-5 мм рт. ст. до сотен атм; разность потенциалов между электродами, может принимать значения от нескольких вольт до нескольких тысяч вольт .
  

• 13 слайд

  ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД
  Типичным примером тлеющего разряда, знакомым большинству людей, является свечение неоновой лампы и ламп “дневного света”
  Одно из важнейших применений тлеющего разряда в промышленности и военной сфере – газовые лазеры
  Особой формой Тлеющий разряд является разряд с полым катодом. Формируется, как правило, при низком давлении газа и малом токе. При увеличении проходящего тока превращается в дуговой разряд.
  

• 14 слайд

  КОРОННЫЙ РАЗРЯД
  Возникает при резко выраженной неоднородности электрического поля вблизи одного или обоих электродов. Подобные поля формируются у электродов с очень большой кривизной поверхности (острия, тонкие провода).
  Электрическая энергия преобразуется главным образом в тепловую — в соударениях ионы отдают энергию своего движения нейтральным молекулам газа. Этот механизм вызывает значительные потери энергии на высоковольтных линиях передач.
  В двуполярной короне коронируют оба электрода. Процессы в коронирующих слоях аналогичны описанным; во внешней зоне ток переносится встречными потоками положит, ионов и электронов (или отрицательных ионов).
  

• 15 слайд

  ИСКРОВОЙ РАЗРЯД
  Напряжение зажигания,как правило, достаточно велико. Продольная напряжённость поля в искре понижается от неск. десятков кВ/см в момент пробоя до 100 В/см спустя неск. мкс. Макс. сила тока в мощном,может достигать значений порядка неск. сотен кА.
  Возникающий в том случае, когда непосредственно после пробоя разрядного промежутка напряжение на нём падает в течение очень короткого времени (от неск. долей мкс до сотен мкс) ниже величины напряжения погасания разряда. И. р. повторяется, если после погасания разряда напряжение вновь возрастает до величины напряжения пробоя. При увеличении мощности источника напряжения И. р. переходит обычно в дуговой разряд.
  

• 16 слайд

  ШАРОВАЯ
  МОЛНИЯ
  Не идентифицированный официальной наукой автономный объект шаровидной формы, излучающий яркий свет, но не тепло. Существование подтверждается очевидцами.
  На данный момент имеет около 200 теорий происхождения.
  Чаще всего шаровая молния движется горизонтально, приблизительно в метре над землёй, довольно хаотично. Имеет тенденцию «заходить» в помещения, протискиваясь при этом сквозь маленькие отверстия. Часто шаровая молния сопровождается звуковыми эффектами — треском, писком, шумами.
  

• 17 слайд

  СПРАЙТ
  Спрайт — редкий вид грозовых разрядов. Спрайт — это некое подобие молнии, только бьющей из облаков вверх. Спрайты трудно заметить, но они появляются почти в любую грозу на высоте от 55 до 130 километров.
  Молния во время грозы может создать поле электрической напряженности в пространстве над собой, что визуально будет выглядеть как вспышка света странной формы, которая обычно называется спрайтом.
  Спрайты появляются не по одному, а группами.
  «Свечи» в спрайтах (видимые вертикальные столбы света) могут достигать в высоту 20 км, а пучок таких «свечей» может иметь диаметр до 70 км.
  

• 18 слайд

  ЛЕНТОЧНАЯ МОЛНИЯ
  Cветовые вспышки, которые смещаются по каналу молнии. Канал в промежутках между вспышками сохраняет зигзагообразную форму, и продолжает пропускать электрический ток к земле от облака. Сильные порывы ветра настолько смещают канал, что следующие по нему вспышки отдельных разрядов смещаются относительно друг друга. Из-за этого канал имеет вид сильно изломанной ленты. Если ветер дует перпендикулярно каналу со скоростью 30 км/ч, канал смещается примерно на 80 см/с, и создаются благоприятные условия для возникновения ленточной молнии.
  

• 19 слайд

  СИНИЙ ДЖЕТ
  Синие Джеты – оптико-электрические явления, возникающие также непосредственно из вершины облаков. Однако во внешнем виде Джеты довольно серьёзно отличаются от Эльфов. Джеты представляют собой трубки-конусы синего цвета, которые живут относительно дольше Эльфов и, как правило, тесно не связаны с ударами линейных или плоских молний. Кажется, что Джеты являются независимыми структурами в грозовых облаках. Также необходимо заметить, что конусы Джетов – более ровные, чем это наблюдается у Эльфов.
  

• 20 слайд

  КРАСНЫЙ ЭЛЬФ
  Огромные, но слабосветящиеся вспышки-конусы (чаще всего криволинейные конусы), которые появляются непосредственно из верхней части грозового облака (наковальни). Они появляются выше активной системы (ядра) грозы и прямо связаны с ударами линейных и плоских молний. Они представляют собой пятна овальной либо конусной формы красного цвета, которые могут располагаться над облаком либо группами, либо по отдельности. Эльфы очень высоки, их макушки поднимаются в среднем на высоту до 95 км.
  

• 21 слайд

  ЧЕТОЧНАЯ МОЛНИЯ
  Одним из наиболее редких видов молний является чёточная молния, которая является переходом от линейной к шаровой молнии. Она похожа на искривлённую траекторию трассирующей пули. Движение чёточной молнии можно видеть невооружённым глазом.
  

• 22 слайд

  Плазма – четвертое состояние вещества
  

• 23 слайд

  Определение
  Плазма — частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы.
  

• 24 слайд

  Плазма
  - это четвертое агрегатное состояние вещества с высокой степенью ионизации за счет столкновения молекул на большой скорости при высокой температуре;
  встречается в природе:
  ионосфера - слабо ионизированная плазма,
  Солнце - полностью ионизированная плазма;
  искусственная плазма - в газоразрядных лампах.
  
  
  

• 25 слайд

• 26 слайд

• 27 слайд

  
  Плазма
  Виды:
  -низкотемпературная - при температурах меньше 100 000К;
  -высокотемпературная - при температурах больше 100 000К.
  Основные свойства :
  - высокая электропроводность
  - сильное взаимодействие с внешними электрическими и магнитными полями.
  

• 28 слайд

  Степень ионизации плазмы
  
  
  
  
  
  Слабо Частично Полностью
  ионизованная ионизованная ионизованная
  ( α составляет ( α порядка ( α близка к 100%)
  доли процента) нескольких
  процентов)
  
  

• 29 слайд

  Степень ионизации плазмы
  Слабо ионизованной плазмой в природных условиях являются верхние слои атмосферы
  Полностью ионизованная плазма, которая образуется при высокой температуре - солнце
  

• 30 слайд

  Плазма во вселенной и вокруг Земли
  В состоянии плазмы находится подавляющая (около 99%) часть вещества Вселенной – звезды, галактические туманности и межзвездная среда.
  

• 31 слайд

  Плазма во вселенной и вокруг Земли
  Около Земли плазма существует в космосе в виде солнечного ветра, заполняет магнитосферу Земли, образуя радиационные пояса Земли и ионосферу.
  

• 32 слайд

  Плазма в нашей жизни
  Плазменный телевизор
  Плазменная лампа