Dòng điện trong chất khí

1. Sự dẫn điện trong chất khí

Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa điện, do đó trong chất khí không có hạt tải điện.

Thực ra, chất khí không phải tuyệt đối không dẫn điện. Trong môi trường có ngọn lửa ga hay bức xạ của đèn thủy ngân làm tăng mật độ hạt tải điện của chất khí làm chất khí dẫn điện.

2. Bản chất của dòng điện trong chất khí

Ngọn lửa ga (nhiệt độ cao), tia tử ngoại của đèn thủy ngân trong thí nghiệm trên được gọi là các tác nhân ion hóa. Nhờ có năng lượng cao, chúng ion hóa chất khí, tách phân tử khí trung hòa thành ion dương và eletron tự do. Electron tự do lại có thể kết hợp với phân tử khí trung hòa thành ion âm. Các hạt tích điện này là hạt tải điện trong chất khí.

Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, các electron ngược chiều điện trường. Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hóa sinh ra.

3. Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện

+ 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 hoà thành ion dương và electron tự do.

+ Điều kiện tạo ra tia lửa điện: Tia lửa điện có thể xảy ra trong không khí ở điều kiện thường, khi điện trường đạt đến giá trị ngưỡng vào khoảng  ${{3.10}^{6}}V/m.$ Hiệu điện thế đủ để phát sinh ra tia lửa điện trong không khí giữa hai điện cực dạng khác nhau ở các khianrg cách khác nhau thì khác nhau.

+ Ứng dụng: 

Dùng để đốt hỗn hợp xăng không khí trong động cơ xăng.

Giải thích hiện tượng sét trong tự nhiên.

4. 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 hiệu điện thế không lớn.

 Đặc điểm :

- Hồ quang điện kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh. Nhiệt độ của hồ quang từ ${{2500}^{o}}C$  đến ${{8000}^{o}}C$ .

- Điện cực dương bị ăn mòn và hơi lõm vào.

Điều kiện tạo ra hồ quang điện: Dòng điện qua chất khí giữ được nhiệt độ cao của catôt để catôt phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt electron.

Ứng dụng: Hồ quang diện có nhiều ứng dụng như hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu, …