Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Dòng điện trong chất khí”

n
replaced: . → ., : → : (3), → (6) using AWB
n (replaced: . → ., : → : (3), → (6) using AWB)
[[Tập tin:Ống tia âm cực.jpg|nhỏ|180x180px|[[Tia âm cực|Ống phóng tia âm cực]] - thiết bị thường dùng trong tivi. ]]Các chất khí ở áp suất khí quyển là những chất cách điện tốt. Trong các chất khí đó, hầu như không có các phần tử mang điện tích. Chất khí sẽ trở nên dẫn điện, nếu ta tạo ra trong đó những ion (ion hóa chất khí). Tác động nhiệt (sự tạo thành các ion trong ngọn lửa), sự chiếu rọi chất khí bằng những [[Tử ngoại|tia tử ngoại]], [[Tia X|tia rơngen]] hay [[Tia gamma|tia gamma]] sẽ tạo nên tính dẫn điện không tự duy trì. Các hạt mang điện được điện trường tăng tốc va chạm với các phân tử trung hòa của chất khí (thường thường là khí loãng) thì chúng sẽ ion hóa các phân tử này tạo nên tính dẫn điện tự duy trì. Khi đó không cần phải có nguồn ion hóa phụ. Tất cả những thứ trên có thể tạo nên '''dòng điện trong chất khí'''.
== Lý thuyết ==
 
 
=== Sự phóng điện lạnh trong chất khí ===
Khi hạ áp suất (<math>10^{-3}</math>at) ở trong ống phóng điện chất khí người ta quan sát thấy sự phóng điện lạnh xảy ra trong trường hợp không có các nguồn ion hóa bên ngoài. Trong phần của ống kề sát anot có một lớp sáng dương, tiếp sau đó là khoảng tối Faraday, lớp catot thứ hai mỏng sáng chói, khoảng tối Crookes và hào quang bao quanh catot - lớp catot thứ nhất. Trong sự phóng điện lạnh, dưới ảnh hưởng bắn phá của các ion, catot trở thành nguồn phát các electron có xu hướng chạy về anot. Trong khoảng Crookes tương đối tối, vận tốc của các electron tăng nhanh. Trong lớp catot thứ hai, do sự va chạm của những electron với các phân tử trung hòa, vận tốc của các electron giảm dần. Vận tốc của các electron trong khoảng Faraday nhỏ hơn trong khoảng Crookes. Trong lớp catot thứ hai, có sự xuất hiện các ion dương, các ion này cần thiết để duy trì sự phóng điện. Lớp sáng dương đôi khi tách thành những dải sáng và tối xen kẽ nhau. Khi đó sự phóng điện được gọi là sự phóng điện thành lớp. Lớp sáng dương của sự phóng điện lạnh được dùng làm nguồn sáng trong các ống phóng điện chất khí chứa đầy khí trơ.
 
=== Sự phóng điện hồ quang ===
[[Tập tin:Hồ quang điện.jpg|nhỏ|222x222px|[[Hồ quang điện]] - một hình ảnh của hiện tượng phóng điện trong không khí.]]
[[Hồ quang điện]] được giáo sư V.V.Pêtrôv (1761-1834) khám phá ra vào năm 1802. Sự phóng điện hồ quang được tạo thành khi mật độ của dòng điện phóng lớn và được duy trì bởi sự phát xạ các electron từ catot bị nung nóng do các va chạm của những ion, cũng như bởi sự ion hóa do nhiệt độ cao. Ở áp suất khí quyển, mật độ dòng ở vết sáng âm cực đối với catot than bằng 470 <math>A/cm^2</math>, đối với catot sắt : 7200 <math>A/cm^2</math>, đối với catot thủy ngân : 4000 <math>A/cm^2</math>. Trong quá trình phóng điện, catot than sẽ nhọn ra, còn ở trên anot sẽ hình thành một cái hốc hồ quang dương. Nhiệt độ của miền lớp sáng dương bằng 6000 <math>K</math> ở áp suất bình thường và đạt tới 10000 <math>K</math> ở áp suất hàng trăm [[Átmốtphe|atmosphere]]. Khi tăng dòng điện, do sự tăng cường các quá trình phát xạ electron nhiệt và ion hóa nhiệt, tính dẫn điện của hồ quang sẽ tăng lên đột ngột, còn điện trở thì giảm đi. Ảnh hưởng của các điện tích không gian sẽ dẫn đến sự xuất hiện suất điện động <math>U_{ng}\thickapprox 10V</math>. Do đó khi tăng dòng <math>I</math>, hiệu điện thế ở các điện cực <math>U</math> sẽ thay đổi theo định luật : <math>U=(a+U_{ng})+\tfrac{b}{l}</math> đối với hồ quang có các điện cực bằng than.
 
Sự làm lạnh ngẫu nhiên khoảng phóng điện chất khí sẽ làm cho dòng điện giảm và tắt hồ quang. Để đảm bảo sự cháy ổn định một cách liên tục cho hồ quang, người ta đặt vào mạch ngoài một biến trở. Khi có sự giảm ngẫu nhiên của dòng điện ở trong hồ quang, điện áp ở trên điện trở giảm xuống. Khi điện áp đặt vào không đổi, điều đó sẽ làm tăng điện áp ở hồ quang.
 
Hồ quang điện được ứng dụng để thắp sáng ở trong các đèn hồ quang, các máy chiếu hồ quang và các lò hồ quang, ....
 
Các ứng dụng đầu tiên của hồ quang để thắp sáng đã được P.N.Iablôtskôv (1847-1894) và P.V.N.Tsikôlev (1815-1898) thực hiện. Để đảm bảo sự cháy ổn định cho hồ quang, Iablôtskôv dùng cách sắp xếp song song các điện cực bằng than (nến Iablôtskôv), còn Tsikôlev tạo ra một máy điều chỉnh vi sai tự động làm cho các cực than nóng cháy lại gần nhau. Sự hàn các kim loại bằng hồ quang điện lần đầu do nhà bác học Nga N.N.Benarđox (1812-1905) thực hiện và N.G.Xlavianôv (1854-1897) hoàn thiện đã được ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật. Để nung nóng chảy các chất và để thực hiện các phản ứng hóa học ở các nhiệt độ cao người ta dùng các lò hồ quang điện.
 
Sự phóng điện hồ quang cũng được ứng dụng trong các máy chỉnh lưu thủy ngân.
 
== Tham khảo ==
 
[[Thể loại:Điện từ học]]
[[Thể loại:Vật lý]]