Transcript (Téma) - moderná škola tretieho tisícročia

Kód ITMS projektu: 26110130519
Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia
Elektrický prúd v plynoch
Vzdelávacia oblasť:
Človek a príroda
Predmet:
Fyzikálny seminár
Ročník:
4.ročník
Tematický celok:
Elektrický prúd
Vypracoval:
Mgr. Jolana Szanková
Dátum:
január 2013
Obsah
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Charakteristika plynov
Ionizácia plynov
Ionizátory
Ionizačná energia
Elektrický výboj
Voltampérová charakteristika výboja
Druhy samostatného výboja
Samostatný výboj pri zníženom tlaku
Katódové žiarenie
Použité zdroje
2
Charakteristika plynov
• plyny sú zložené z neutrálnych
atómov a molekúl
• za normálnych podmienok sú takmer nevodivé
• môžu viesť elektrický prúd, ak budú obsahovať
voľné častice s nábojom
• elektricky vodivými sa stanú ionizáciou
• elektrický prúd vedie iba
ionizovaný plyn
3
Ionizácia plynov
• dej, pri ktorom vznikajú ióny v plynoch
• kladné ióny – z neutrálnych atómov sa
odtrhávajú elektróny
• záporné ióny – vznikajú pripojením elektrónov
k neutrálnym atómom
• rekombinácia – dvojice opačne nabitých častíc
sa spájajú do neutrálnych molekúl
4
Ionizátory
•
•
•
-
prostriedky, ktorými sa vyvoláva ionizácia
zdroje energie, ktoré poskytujú energiu
Príklady:
zahriatie plynu na vysokú teplotu
rôzne druhy žiarenia
(ultrafialové, röntgenové, rádioaktívne)
- ióny, elektróny urýchlené elektrickým poľom
5
Ionizačná energia - I
•
•
•
•
energia potrebná na uvoľnenie elektrónu
vyjadruje sa v elektrónvoltoch (eV)
1 eV = 1,602 . 10-19 J
závisí od druhu atómu prvku a energetického
stavu elektrónov
• ionizačné energie:
6
Elektrický výboj
• elektrický prúd v plynoch
• spôsobený usporiadaným
pohybom voľných elektrónov a iónov
• podmienkou vzniku je elektrická energia
dodávaná do plynu
• Nesamostatný výboj – po odstránení
ionizátora prúd zaniká
• Samostatný výboj – prúd bez ionizátora
7
Voltampérová charakteristika výboja
• graf závislosti prúdu I elektrického výboja od
Ionizačná komora
napätia U medzi elektródami
In – nasýtený prúd
Uz – zápalné napätie, pri ktorom
nastane samostatný výboj
U < Un – platí Ohmov zákon
AB – úsek nasýteného prúdu
U < Uz – nesamostatný výboj
U ≥ Uz – samostatný výboj –
ionizácia nárazom
8
Druhy samostatného výboja
• Tlecí výboj (pri malých prúdoch, použitie - vo
výbojkách, žiarivkách)
• Oblúkový výboj (pri vysokých prúdoch a
teplotách, použitie - oblúkové zváranie kovov)
9
Druhy samostatného výboja
• Iskrový výboj (krátkodobý pri vysokom napätí,
použitie - iskrové obrábanie kovov)
blesky
• Koróna (v okolí hrán, hrotov, tenkých vodičov
pri vysokom napätí)
- spôsobuje straty na vedeniach
vysokého napätia
10
Samostatný výboj pri zníženom tlaku
• znižovaním tlaku nastane výboj, ktorý je
charakteristický malým prúdom a svetelnými
efektmi
• pri tlaku asi 100 Pa
- vyplní takmer celú
trubicu anódové svetlo
• v blízkosti katódy vzniká
- katódové svetlo
11
Katódové žiarenie
• tok elektrónov uvoľnených z katódy výbojky
pri nízkom tlaku (rádovo 1 Pa)
• Vlastnosti: - ionizuje plyny
- miesto dopadu sa zohrieva
- má chemické účinky
- spôsobujú svetielkovanie látok
- vyvoláva röntgenové žiarenie
- vychyľujú sa v elektrickom a magnet. poli
12
Použité zdroje
• Bednařík M., Svoboda E. a kol.: Fyzika pre
2.ročník gymnázií, 1993, SPN, Bratislava
• Lank V., Vondra M.: Fyzika, 2008, Fragment
s.r.o.
• http://www.youtube.com/watch?v=CsjLYLW_3G0
• http://www.oskole.sk/userfiles/image/zaida/fyzika/Io
nizaciaplyn_html_mdc587f0.png
• http://www.izmael.eu/IMGN/PRODUCTS/plasma2.jpg
13