Dòng điện trong chất khí
1. Chất khí là môi trường cách điện
- Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa điện, đó đó trong chất khí không có hạt tải điện
2. Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện thường
- Thực ra chất khí không phải tuyệt đối không dẫn điện. Bằng các thí nghiệm người ta thấy có thể làm tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí bằng cách dùng ngọn lửa ga hoặc bức xạ đèn thủy ngân làm nóng hoặc chiếu vào khoảng không khí giữa hai tụ điện không khí.
3. Bản chất dòng điện trong chất khí
3.1 Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa
- Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, các êlectron ngược chiều điện trường. Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hóa sinh ra
3.2 Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí
- Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí xảy ra khi ta phải dùng tác nhân ion hóa từ bên ngaofi để tạo ra hạt tải điện trong chất khí
- Quá trình dẫn điện tự lực không tuân theo định luật Ôm
3.3 Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện không tự lực
- Hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí do dòng điện chạy qua gây ra gọi là hiện tượng nhân số hạt tải điện. Khi dùng nguồn điện áp lớn để tạo ra sự phóng điện trong chất khí, ta thấy số hạt tải điện được tăng lên theo kiểu thác lũ
4. Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí và điều kiện để tạo ra quá trình dẫn điện tự lực
- Quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì, không cần ta chủ động tạo ra hạt tải điện, gọi là quá trình dẫn điện tự lực.
- Muốn có quá trình dẫn điện tự lực thì trong hệ gồm chất khí và các điện cực phải tự tạo ra các hạt tải điện mới để bù vào số hạt tải điện đã đi đến điện cực và biến mất.
- Có bốn cách chính để dòng điện có thể tạo ra hạt tải điện mới trong chất khí:
+ Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ tăng rất cao, khiến phân tử khí bị ion hóa
+ Điện trường trong chất khí rất lớn, khiến phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ thấp
+ Catôt bị dòng điện nung nóng đỏ, làm cho nó có khả năng phát ra êlectron. Hiện tượng này gọi là hiện tượng phát xạ êlectron.
+ Catôt không nung đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào làm bật êlectron. ra khỏi catôt và trở thành hạt tải điện
5. Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện
5.1 Định nghĩa
- Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hòa thành ion dương và êlectron tự do
5.2 Điều kiện tạo ra tia lửa điện
- Tia lửa điện có thể hình thành trong không khí ở điều kiện thường, đi điện trường đạt đến giá trị ngưỡng vào khoảng 3.106 V/m
6. Hồ quang điện
- Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có điện thế không lớn.