Đáp án và giải thích chính xác câu hỏi trắc nghiệm: “Bản chất dòng điện trong chất khí” cùng với kiến thức lý thuyết liên quan là tài liệu hữu ích môn Vật lí 11 do Top lời giải biên soạn dành cho các bạn học sinh và thầy cô giáo tham khảo.

Bạn đang xem: Bản chất của dòng điện trong chất khí

Trắc nghiệm: Bản chất dòng điện trong chất khí

A.dòng chuyển dời có hướng của các iôn dương theo chiều điện trường và các iôn âm, electron ngược chiều điện trường.

B. dòng chuyển dời có hướng của các iôn dương theo chiều điện trường và các iôn âm ngược chiều điện trường.

C. dòng chuyển dời có hướng của các iôn dương theo chiều điện trường và các electron ngược chiều điện trường.

D. dòng chuyển dời có hướng của các electron theo ngược chiều điện trường.

Trả lời:

Đáp án A. dòng chuyển dời có hướng của các iôn dương theo chiều điện trường và các iôn âm, electron ngược chiều điện trường.

Bản chất dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các iôn dương theo chiều điện trường và các iôn âm, electron ngược chiều điện trường.

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về dòng điện trong chất khí các bạn nhé!

Kiến thức tham khảo về dòng điện trong chất khí


1. Chất khí là gì?

Chất khí ở áp suất khí quyển là những chất có tính cách điện vô cùng tốt. Trong mỗi chất khí hầu như là không có các phần tử chữa điện tích. Chất khí chỉ chứa dòng điện trong trường hợp trong nó được tạo ra những ion (ion hóa chất khí). Ví dụ như có sự tạo thành các ion do nhiệt (sự tạo thành các ion trong ngọn lửa) hoặc có sự chiếu rọi chất khí bằng các tia tử ngoại, tia gamma hay tia rơnghen không khí sẽ có tính dẫn điện không duy trì.

Những hạt mang điện sẽ được tăng tốc và va chạm với những phân tử trung hòa có trong chất khí (thông thường là chất khí loãng). Lúc này chúng sẽ ion hóa những phân tử trung hòa này và sản sinh ra chất dẫn điện tự duy trì mà không cần phải có nguồn ion hóa phụ. Tất cả những điều trên sẽ tạo ra dòng điện trong chất khí.

*
Bản chất dòng điện trong chất khí" width="553">

2. Khái quát về dòng điện trong chất khí

Các chất khí ở áp suất khí quyển là những chất có tính cách điện vô cùng tốt. Trong mỗi chất khí hầu như là không có các phần tử chứa điện tích. Chất khí chỉ chứa dòng điện trong trường hợp trong nó được tạo ra những ion (ion hóa chất khí). Ví dụ như có sự tạo thành các ion do nhiệt (sự tạo thành các ion trong ngọn lửa) hoặc có sự chiếu rọi chất khí bằng các tia tử ngoại, tia gamma hay tia rơnghen không khí sẽ có tính dẫn điện không duy trì. 

Những hạt mang điện sẽ được tăng tốc và va chạm với những phân tử trung hòa có trong chất khí (thông thường là chất khí loãng). Lúc này chúng sẽ ion hóa những phân tử trung hòa này và sản sinh ra chất dẫn điện tự duy trì mà không cần phải có nguồn ion hóa phụ. Tất cả những điều trên sẽ tạo ra dòng điện trong chất khí.

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

Quá trình phóng điện tự lực trong chất khí là khi không còn tác nhân ion hóa tác động từ bên ngoài mà quá trình phóng điện vẫn diễn ra. Nói cách khác thì đây là quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì mà ta không cần tạo ra các hạt tải điện.

Bốn cách để dòng điện sinh ra các hạt mang điện tích (hạt tải điện) mới trong chất khí như sau:

+ 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.

+ Catôt không bị nung nóng đỏ nhưng lại có các ion dương (+) mang năng lượng lớn đập vào. Lúc này các electron có thể bật ra khỏi catot và trở thành hạt tải điện.

+ Trong chất khí tồn tại điện trường rất lớn, khiến cho các phân tử khí bị ion hoá kể cả khi nhiệt độ thấp.

+ Dòng điện đi qua chất khí khiến cho nhiệt độ khí tăng lên rất cao. Điều này làm cho các phân tử khí bị ion hoá.

4. Ứng dụng dòng điện trong chất khí

- 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 các phân tử khí trung hòa thành các 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 môi trường ngăn chặn. Trong không khí cường độ đánh thủng có giá trị khoảng 3.106 V/m ở mực nước biển. Đồng thời, để tạo ra tia lửa điện còn cần phải có môi trường cách điện. Ngoài ra, cần phải có điện tích tự do tồn tại giữa 2 điện cực.

Tia lửa điện được ứng dụng trong động cơ xăng để đốt xilanh, cụ thể là đối hỗn hợp xăng và không khí. Trong động cơ này, bộ phận có nhiệm vụ tạo ra tia lửa điện là bugi. Nó gồm 2 điện cực đặt sát nhau trên một khối sứ có khả năng cách điện.

- Ứng dụng trong Diode (Điốt)

Cách ứng dụng dòng điện trong chất khí tạo ra diode

Diode là một loại đèn tín hiệu điện tử hai cực. Công cụ này có tính chất dẫn điện một chiều, hoạt động dựa trên cơ chế phát nhiệt của các electron. Các phân tử bên trong Diode được cấu tạo đặc biệt với mục đích duy trì tính chất dẫn điện một chiều duy nhất.

Catot K được cấu tạo theo dạng sợi dây và dễ dàng bị nung nóng bởi các công cụ hỗ trợ như máy biến áp thấp hoặc bộ ắc quy. Điện tích không gian được tạo ra bởi quá trình nung nóng là sự bao phủ của các đám mây electron xung quanh catot. Lúc này giữa catot và anot xuất hiện điện áp. Theo đó, các đám mây electron sẽ di chuyển từ catot về hướng các anot. Đó chính là lý do tạo ra dòng điện một chiều.

- Tạo ra hồ quang điện

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực diễn ra trong chất khí trong điều kiện nhiệt độ thường hoặc thấp. Điều kiện được đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Hồ quang điện được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống. Có thể kể đến như hàn điện, đèn chiếu sáng hay đun chảy vật liệu.

Hồ quang điện được ứng dụng vô cùng phổ biến trong lĩnh vực luyện thép. Tuy nhiên với điều khiện hồ quang điện phải có độ cháy ổn định thì mới có thể ứng dụng cho lĩnh vực này. Hồ quang điện còn được ứng dụng trong lĩnh vực hàn. Nhờ có nhiệt độ cao mà hồ quang điện được con người ứng dụng để thực hiện các mối hàn. Hiện nay trên thị trường những sản phẩm máy hàn hồ quang điện được bày bán rất phổ biếnBên cạnh đó hồ quang điện còn được ứng dụng trong các lò luyện phôi nhiệt và nấu kim loại.

- Ứng dụng trong Kenotron

Ứng dụng trong cách tạo ra đèn Kenotron

Kenotron cũng là một dạng diode nhưng được sử dụng với mục đích chỉnh lưu dòng điện biến thiên theo tần số kỹ thuật. Các nhà khoa học đã nghiên cứu và phát minh ra các thiết bị chỉnh lưu kenotron. Máy chỉnh lưu vận hành theo 2 nửa của chu kỳ bằng cách sử dụng diode kép. Diode bên trong máy chỉnh lưu kenotron thường có chung catot. Cuộn biến áp của thiết bị được nối với catot thông qua điện trở.

Xem thêm: Biết Rằng Lim Sinx Khi X Tiến Tới 0, Biết Rằng Lim X Tiến Tới 0 Của Sinx / X =1

Các electron có xu hướng chuyển động từ catot đến anot trong nửa chu kỳ của điện áp biến thiên ở cuộn thứ cấp của thiết bị biến áp. Tuy nhiên có một điều không thay đổi đó là dù electron di chuyển theo hướng nào thì dòng điện không đổi vẫn duy trì qua điện trở R để đi từ catot sang anot.