Электрический ток в газах

1.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
ТОК В ГАЗАХ
ХОД А КО В А , П А В Л О В А , С А Л А М АТО В А ,
ГО Р Б АТО В А , А Р Т ЮХО В А

2.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
• Электрическим током называют поток, который обусловлен упорядоченным движением
электрически заряженных частиц. Движение зарядов принято за направление
электрического тока. Электрический ток может быть кратковременным и
долговременным.
• Молекулы газа в обычных условиях не проводят электрический ток. Они являются
изоляторами (диэлектриками). Однако, если изменить условия окружающей среды, то
газы могут стать проводниками электричества. В результате ионизации (при нагреве
или под действием радиоактивного излучения) возникает электрический ток в газах,
который часто заменяют термином «электрический разряд».

3.

4.

ОПЫТЫ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ
• Присоединим электрометр к дискам плоского конденсатора. После этого зарядим
конденсатор. При обычной температуре и сухом воздухе конденсатор будет
разряжаться очень медленно. Из этого можно сделать вывод, что ток в воздухе между
дисками очень мал.
• Следовательно, в обычных условиях газ является диэлектриком. Если теперь нагреть
воздух между пластин конденсатора, то стрелка электрометра быстро приблизится к
нулю, и, следовательно, конденсатор разрядится. Значит, в нагретом газе
устанавливается электрический ток, и такой газ будет являться проводником.

5.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ
• установка из резервуара с газом, источника тока,
реостатом вольтметром и амперметром.

6.

КАКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
ОБНАРУЖЕНЫ?
• Закон Ома
U = U1, 2U1, 3U1,….
I = I1, 2I1, 3I1,…
I ~U U = const,
R = R1, 2R1, 3R1,….
I = I1, 1/2 I1, 1/3 I1, …
I~1/R
• Закон Джоуля-Ленца.
А = Uit
• Сила тока
I=q/t
• Удельное сопротивление
R=p*(l/S)
• Мощность тока
P=A/t

7.

ВЫПОЛНЯЕТСЯ ЛИ В ДАННОЙ
СРЕДЕ ЗАКОН ОМА?
• Для газов в указанном виде закон Ома выполняется только при условии
несамостоятельной проводимости и при малой плотности тока. Дело в том, что при
больших значениях напряженности электрического поля скорости ионов будут
настолько большими, что возможна вторичная ионизация. Вторичная ионизация
приводит к увеличению концентрации носителей заряда, и пропорциональность между
плотностью тока и напряженностью нарушается.

8.

ГДЕ В ПРИРОДЕ ПРОЯВЛЯЕТСЯ
ДАННОЕ ЯВЛЕНИЕ?
• Из нее состоят Солнце, звезды, верхние слои атмосферы
• Атмосферное электричество
• Гроза

9.

ПЛЮСЫ-МИНУСЫ ЭТОГО ЯВЛЕНИЯ
Плюсы
Минусы
• Электроэнергия накапливается и сохраняется.
Это позволяет обеспечивать бесперебойное
электроснабжение населенных пунктов.
• Преобразуется в другие виды энергии.
Механическую, тепловую, световую энергию
можно получить из электрической.
• Передается на большие расстояния. Линии
электропередач позволяют передавать
энергию в места, далеко отстоящие от места
ее производства.
• Широко применяется в различных областях
деятельности, от простой лампочки в
подъезде до космического корабля.
• Электродвигатели экологичны. При их работе
не разрушается озоновый слой Земли. Нет
вредных выбросов в атмосферу, отходов,
загрязняющих окружающую среду.
• Емкость источников питания недостаточная.
Невозможно накопить энергию в
промышленных объемах и сохранять ее
длительное время. Если взять все
аккумуляторы, которые есть на Земле, то для
удовлетворения мировой потребности в
электроэнергии их хватит только на 10 минут.
• Строительство и эксплуатация
электростанций различного типа нарушают
экологическое равновесие.
• Электромагнитные поля вокруг
высоковольтных ЛЭП, теле-радио
ретрансляторов, сотовых передающих
антенн негативно воздействуют на человека,
на окружающую среду.
• Опасность бытового травматизма возрастает.
• Из-за неисправной
электропроводки происходят несчастные
случаи, пожары, короткие замыкания.

10.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Использование электрического тока как носителя энергии
• получения механической энергии во всевозможных электродвигателях,
• получения тепловой энергии в нагревательных приборах, электропечах, при электросварке,
• получения световой энергии в осветительных и сигнальных приборах,
• возбуждения электромагнитных колебаний высокой частоты, сверхвысокой частоты и радиоволн,
• получения звука,
• получения различных веществ путём электролиза, зарядка электрических аккумуляторов. Здесь
электромагнитная энергия превращается в химическую,
• создания магнитного поля (в электромагнитах).
Использование электрического тока в медицине
• диагностика — биотоки здоровых и больных органов различны, при этом бывает возможно определить
болезнь, её причины и назначить лечение. Раздел физиологии, изучающий электрические явления в
организме называется электрофизиология.
• Лечение и реанимация: электростимуляции определённых областей головного мозга; лечение болезни
Паркинсона и эпилепсии, также для электрофореза. Водитель ритма, стимулирующий сердечную
мышцу импульсным током, используют при брадикардии и иных сердечных аритмиях.

11.

УЧЕНЫ ЗАНИМАЮЩИЕСЯ
ИССЛЕДОВАНИЯМИ В ЭТОЙ ОБЛАСТИ
• Майкл Фарадей – основоположник закона индукции
• Ганс Кристиан Эрстед изучал магнитное действие электричества
• Джеймс Клерк Максвелл математически описал основные законы электричества и
магнетизма
• Николас Джозеф Каллан изобрел индукционную катушку
• Даниэль Румкорф – получение импульсов высокого напряжения
• Георг Симон Ом – вывел теоретически и подтвердил на опыте закон
• д’Арсонваль и Депре – первый высокочувствительный гальванометр
• М. Фарадей – создал вольтметр