Dòng điện trong chất khí ⭐ Bản chất và ứng dụng là gì?

Như chúng ta đã biết, chất khí trong điều kiện thường là một môi trường cách điện. Vậy tại sao lại có khái niệm dòng điện trong chất khí? Bản chất và ứng dụng của dòng điện này như thế nào? Cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về dòng điện này trong bài viết sau đây.

Tổng quan về chất khí trong điều kiện thường

Trong điều kiện thường chất khí không dẫn điện bởi những phân tử khí đều nằm trong trạng thái trung hòa điện. Chính cho nên vì thế, trong chất khí không có những thành phần mang điện tích. Các thành phần này còn được gọi là hạt tải điện. Nó chỉ dẫn điện khi ta tạo ra sự ion hóa phân tử khiến những thành phần ion sống sót trong đó .
Khi sử dụng ngọn đèn ga để đốt nóng chất khí hoặc những tác động ảnh hưởng nhiệt khác thì sẽ làm Open những hạt tải điện. Khi đó, chất khí sẽ có năng lực dẫn điện. Khi chiếu vào chất khí tia rongen, tia tử ngoại hoặc tia gamma sẽ tạo ra năng lực dẫn điện không tự duy trì. Các hạt mang điện do tác động ảnh hưởng của điện trường sẽ tăng cường và va chạm với những thành phần trung hòa trong chất khí .

Khi đó, các phần tử trung hòa sẽ bị ion hóa và có tính dẫn điện tự duy trì. Lúc này, ta sẽ không cần phải sử dụng đến nguồn ion hóa phụ. Toàn bộ những quá trình nói trên đều có thể tạo ra dòng điện trong chất khí. Quá trình phóng điện được duy trì ngay cả khi không có tác nhân ion hóa được gọi là phóng điện tự lực.

Bản chất dòng điện trong chất khí

Khi có sự Open của nguồn ion hóa thì trong chất khí xảy ra 2 quy trình trái ngược nhau. Đó là sự phân rã những phân tử trung hòa thành những ion mang điện. Quá trình còn lại là sự tái hợp của những phân tử có điện tích khác nhau thành phân tử trung hòa .
Vì vậy, dòng điện này có thực chất là dòng chuyển dời có hướng của những electron, ion dương ( + ) và ion âm ( – ) được sinh ra do chất khí bị ion hóa. Các hạt ion ( + ) sẽ hoạt động theo chiều điện trường. Ngược lại, những hạt ion ( – ) sẽ hoạt động ngược chiều điện trường .
Khi không còn tác nhân ion hóa những hạt mang điện sẽ trao đổi điện tích với nhau hoặc trao đổi với điện cực. Lúc này những phân tử khí sẽ được trung hòa và mất đi năng lực dẫn điện .

Điều kiện để xảy ra quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí

Như đã trình diễn ở trên, quy trình phóng điện tự lực trong chất khí là khi không còn tác nhân ion hóa tác động ảnh hưởng từ bên ngoài mà quy trình phóng điện vẫn diễn ra. Nói cách khác thì đây là quy trình dẫn điện của chất khí hoàn toàn có thể tự duy trì mà ta không cần tạo ra những hạt tải điện .
Bốn cách để dòng điện sinh ra những hạt mang điện tích ( hạt tải điện ) mới trong chất khí như sau :

• Dòng điện đi qua chất khí khiến cho nhiệt độ khí tăng lên rất cao. Điều này làm cho những phân tử khí bị ion hoá .
• Trong chất khí sống sót điện trường rất lớn, khiến cho những phân tử khí bị ion hoá kể cả khi nhiệt độ thấp .

• Catot khi bị dòng điện nung nóng đỏ sẽ có khả năng phát ra các electron. Hiện tượng này còn có tên gọi là hiện tượng phát xạ nhiệt electron.

  Xem thêm: Amway chính hãng, khuyến mãi 2022
• Catôt không bị nung nóng đỏ nhưng lại có những ion dương ( + ) mang nguồn năng lượng lớn đập vào. Lúc này những electron hoàn toàn có thể bật ra khỏi catot và trở thành hạt tải điện .

Ứng dụng dòng điện trong chất khí

Việc tạo ra dòng điện ở trong chất khí là một thành công xuất sắc lớn của khoa học. Hiện tượng này được ứng dụng như sau :

Ứng dụng dòng điện trong chất khí để tạo ra tia lửa điện 

Tia lửa điện là sự phóng điện tự lực trong chất khí ở giữa 2 điện cực khi điện trường đủ mạnh. Quá trình này sẽ biến những phân tử khí trung hòa thành những hạt bị ion hóa ( hạt mang điện ). Cụ thể là phân tử khí trung hòa sẽ chuyển thành ion dương ( + ) và electron tự do .
Điều kiện để tạo ra tia lửa điện là điện trường áp vào vượt quá cường độ đánh thủng điện môi của thiên nhiên và môi trường ngăn ngừa. Trong không khí cường độ đánh thủng có giá trị khoảng chừng 3.106 V / m ở mực nước biển. Đồng thời, để tạo ra tia lửa điện còn cần phải có thiên nhiên và môi trường cách điện. Ngoài ra, cần phải có điện tích tự do sống sót giữa 2 điện cực .
Tia lửa điện được ứng dụng trong động cơ xăng để đốt xilanh, đơn cử là đối hỗn hợp xăng và không khí. Trong động cơ này, bộ phận có trách nhiệm tạo ra tia lửa điện là bugi. Nó gồm 2 điện cực đặt sát nhau trên một khối sứ có năng lực cách điện .

Bên cạnh đó, nó còn được sử dụng trong công nghệ tiên tiến gia công. Phương pháp gia công bằng tia lửa điện là sử dụng những tia này phóng lên trên mặt phẳng cần gia công. Tác động của tia này sẽ làm mặt phẳng gia công bốc hơi hoặc nóng chảy. Đó được gọi là quy trình điện nhiệt. Ngoài ra, tia lửa điện còn hoàn toàn có thể lý giải hiện tượng kỳ lạ sét xảy ra trong tự nhiên .

Ứng dụng dòng điện có trong chất khí để tạo ra hồ quang điện

Hồ quang điện cũng là khái niệm để chỉ quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí. Tuy nhiên, đây là quá trình xảy ra trong điều kiện áp suất thường hoặc áp suất thấp. Chúng tồn tại giữa hai điện cực có hiệu điện thế không quá lớn.

Điều kiện để xảy ra quy trình hồ quang điện là dòng điện qua chất khí giữ được nhiệt độ cao của catot. Điều này sẽ giúp catốt phát ra electron nhờ hiện tượng kỳ lạ phát xạ nhiệt electron. Đồng thời, giữa 2 điện cực có một điện trường đủ mạnh để ion hóa không khí .
Hồ quang điện rất hữu dụng khi sử dụng trong quy trình luyện thép. Khi đó, bạn cần phải duy trì dòng hồ quang có độ cháy không thay đổi. Bên cạnh đó, nó còn được ứng dụng trong hàn điện, nấu chảy vật tư, làm đèn điện, …

Các thông tin trên đã làm rõ về cách tạo ra dòng điện trong chất khí. Đồng thời, nó cũng giúp ta hiểu chi tiết về bản chất và ứng dụng của nó trong cuộc sống. Hãy thường xuyên ghé thăm kienthucmaymoc.com để cập nhật những kiến thức mới nhất trong mọi lĩnh vực bạn nhé!

Source: https://thevesta.vn
Category: Sản Phẩm