Електричний струм в газах

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Декабря 2013 в 19:41, доклад

Краткое описание

За звичайних умов газ складається з електрично нейтральних атомів і молекул.
Однак під дією високої температури швидкості їх різко зростають і в результаті зіткнень молекула може втратити один або кілька електронів, внаслідок чого перетворюється на позитивний іон. Частина звільнених електронів захоплюється нейтральними атомами чи молекулами, що веде до утвореннянегативних іонів.

Прикрепленные файлы: 1 файл

физика заряд в газах.docx

— 25.44 Кб (Скачать документ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доповідь

з фізики

на тему: «Електричний струм у газах»

учениці 11 класу

ХСШ № 108

Шило Катерини

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Іонізація газів За звичайних умов гази практично не містять вільних заряджених частинок (електронів або іонів), здатних упорядковано переміщатися під дією електричного поля. За нормальних умов гази є ізоляторами.

За звичайних умов газ складається з електрично нейтральних атомів і молекул.

Однак під дією високої температури швидкості їх різко зростають і в результаті зіткнень молекула може втратити один або кілька електронів, внаслідок чого перетворюється на позитивний іон. Частина звільнених електронів захоплюється нейтральними атомами чи молекулами, що веде до утвореннянегативних іонів.

Процес утворення іонів називають іонізація газу, а збудників іонізації – іонізаторами.

Поряд з іонізація в газі може відобуватися і зворотній процес – рекомбінація іонів у нейтральні атоми чи молекул.

Проходження електричного струму через газ називається газовим розрядом.

Механізм проходження газів схожий на механізм провідності розчинів і розплавів електролітів. Різниця полягає в тому, що відємний заряд переноситься в основному не відємними іонами, як у водних розчинах, а електронами.

Таким чином в газах поєднується електрона провідність, подібна провідності металів, з інною провідностю, подібною провідності водних розчинів чи розплавів електролітів.

Розглянемо вольтамперну характеристикугазового розряду.

При невеликій різниці потенціалів між електродами додатньо заряджені іони переміщуються до негативного електроду, а електрони і негативно заряджені іони – до позитивного електрода. Внаслідок виникає електричний струм.

За мірою збільшення різниці потенціалів між електродами частка заряджених частинок, які досягають електродів, збільшується. Збільшується і сила струму в полі. Нарешті настає момент, при якому всі заряджені частинки, що утворюються в газі за 1с, досягають за цей час електродів. При цьому подальшого росту струму не відбувається. Струм досягає насичення.

2. Несамостійний і самостійний розряди.

Якщо дію іонізаторів припинити, то припиниться і розряд. Такий розряд називається несамостійним розрядом.

При збільшенні різниці потенціалів між елетродами, починаючи з деякого значення, сила струму знову зростає. Це означає, що в гвзі появляються додаткові іони зверх тих, які утворюються за рахунок дії іонізатора. Сила струму може зрости в сотні і тисячі разів, а число іонів, які виникають в процесі розряду може стати таким великим, що зовнішній іонізатор буде вже не потрібний для підтримання розряду.

Якщо забрати зовнішній іонізатор, то заряд не припиниться. Такий заряд називається самостійним розрядом.

3.Іонізація електронним ударом. Пояснюється це явище тим, що іони й електрони звичайно співідаряють під час руху з нейтральними молекулами чи атомами газу. Зі збільшенням напруженості поля зростає кінитична енергія електронів і іонів і, починпючи з певного значення напругиміж електронами, електрони і іони внаслідок співударів з нейтральними молекулами вибивають з них електрони, тобто додатково іонізують газ.

Це явище називається ударною іонізацію молекул газу. Вторинні електрони й іони, які утворюються

додатковій іонізації, теж прискорюються електричним полем і в свою чергу іонізують

ударом нові молекули газу. Тому, число носіїв струму в газі наростає лавино подібно і в таий спосіб сила розрядного струму різко зростає

Залежно від стану газу ( температури і тиску ), від напруги, форми й розмірів електродів самостійні газові розряди можуть відрізнятися один від одного як за зовнішнім виглядом, так і за харатером фізичних процесів, які обумовлюють їх виникнення й проходження.

4.Види самостійного розряду:

1.Тліючий  розряд:

Цей вид розряду спостерігається в газах при низьких тисках (порядку 0,1 мм. рт. ст.).

Для збудження тліючого розряду достатньо напруги між електродами в декілька сотень (а інколи і <) вольт. При цьому розряді майже вся трубка, за виключенням невеликої ділянки біля катоду, заповнена однорідним свіченням, яке називається додатнім стовпом.

Тліючий розряд виористовують в трубках для реклами, у лампах денного світла. Використовують цей розряд і в газових лазерах.

2.Іскровий  розряд

Якщо поступово збільшувати напругу між двома вміщеними в атмосферне повітря електродами, при певній напрузі між електродами пролітає електрична іскра. Вона має вигляд тонкого яскравого світлого, зігнутого і розгалуженого шнура. При цьому іскровий розряд з величезною швидкістю пронизує проміжок між електродами, часне і знову виникає.

Характерним прикладом потужного іскрового розряду є блискавка.

3. Коронний розряд:

При атмосферному тиску, в дуже неоднорідних електричних полях, н – д поблизу проводів ліній високої напруги, спостерігається розряд, світла ділянка яка нагадує корону.

Густина електричного заряду на поверхні провідника тим більша, чим більша його привизна.

4. Дуговий розряд:

Якщо дістати іскровий розряд, а потім поступово зменшувати електричний опір кола, зменшуючи відстань між електродаим, то розряд перейде з переривчасного у буперервний – виникає новий вид газового розряду, який дістав назву дугового.

При цьому сила струму різко зростає ( ~ десятків сотень ампер), а напруга на розрядному проміжку надає до кількох десятків вольтів.

Від горіння дуги електрод загострюється, а на аноді утворюється заглиблення – кратер. Температура кратера при атмосферному тиску становить близько40000С, а під тиском 20 атм. перевищує 70000С.

Електрична дуга є потужним джерелом світла, і тому її широко використовують у проекційних, протекторних та ін. установках. Особливо широко електричну дугу використовують для зварювання й різання металів, а також у дугових електропечах.

При достатньо високихтемпературах починається іонізація газу за рахунок зіткнень швидкорухаючих атомів або молекул. Речовина переходить у стан плазми.


Информация о работе Електричний струм в газах