Vedenie elektrického prúdu v plynoch

1. Vedenie elektrického prúdu v plynoch Mgr. Valéria Holeková ZŠ Výčapy - Opatovce

2. Ionizácia plynu Molekuly plynu sú v neustálom a neusporiadanom pohybe. Ich rýchlosť sa zvýši, ak sa zvýši ich teplota. Ak má molekula plynu veľkú rýchlosť, môže pri zrážke s inou molekulou z nej uvoľniť elektrón. Tak vznikne z neutrálnej molekuly kladne nabitá častica – kladný ión a voľný záporne nabitý elektrón. Ak dôjde k tomu, že sa uvoľnený elektrón pridá k inej neutrálnej molekule, vznikne záporný ión. V prípade, že sa ionizovaný plyn nachádza medzi nabitými elektródami, pôsobí na nabité častice elektrické pole. Kladné ióny sa začnú pohybovať k zápornej elektróde a elektróny, alebo záporné ióny, ku kladnej elektróde. Prebieha ionizácia plynu – vysokou teplotou.

3. Iskrový výboj - blesk je krátko trvajúci elektrický prúd (0,001 s) medzi mrakom a zemou, prípadne medzi dvoma mrakmi. • V búrkových mrakoch sa hromadí elektrický náboj. V spodnej časti mraku sa môže nahromadiť záporný elektrický náboj. • Mrak sa priblíži kzemi - elektrickou indukciou najmä na vysokých budovách vzniká nadbytok kladného elektrického náboja. Medzi mrakmi a Zemou vzniká silné elektrické pole (109 V).

4. Vzduch sa ionizuje a v určitom okamžiku nastane iskrový výboj – blesk. • Blesk môže mať dĺžku v priemere 2 – 3 km a prúd, ktorý vznikne, môže byť až 105 A. • V okolí blesku sa vzduch silne zohrieva teplota 20 000 oC- 35 000 oC. • Prudké rozpínanie vzduchu v okolí blesku spôsobuje hluk – hrom. Zvuk sa šíri omnoho pomalšie ako svetlo, a tak medzi bleskom a hromom je časový rozdiel.

5. Český prírodovedec Václav Prokop Diviš a americký fyzik Benjamín Franklin prišli v 18. storočí na to, že budovy, možno chrániť bleskozvodom. • Bleskozvod je kovová tyč umiestnená na najvyšších miestach budovy. Tyč je spojená so zemou kovovými vodičmi, ktoré siahajú až pod povrch zeme. Ak sa priblíži k bleskozvodu mrak s elektrickými nábojmi, tieto sa pomocou vodičov zvedú do zeme bez škodlivých účinkov

7. Elektrický oblúk Pri napätí okolo 60 V sa priblížia dve uhlíkové elektródy so svojimi zahrotenými koncami. Po zohriatí ich koncov sa elektródy oddialia a medzi rozžerave- nými hrotmi vzniká elektrický oblúk. Oblúk vzniká ako dôsledok vyletovania uvoľnených elektrónov zo zápornej elektródy. Narážanie letiacich elektrónov do neutrálnych molekúl vzduchu vytvorí prúd ionizovaného plynu, ktorý má vysokú teplotu a jasne svieti. Pri zváraní kovových súčiastok tvorí kov jednu elektródu a druhá je súčasťou zváračky.

8. Elektrický výboj v zriedených plynoch • Elektrický výboj si vyžaduje vysoké hodnoty napätia. Ak však vzduch v trubici čiastočne vyčerpáme, dosiahneme výboj s omnoho nižšími hodnotami napätia, ako za normálneho tlaku. • Zníženie tlaku v trubici spôsobí, že ióny majú omnoho väčšiu voľnú dráhu a získavajú väčšiu kinetickú energiu potrebnú na ionizáciu nárazom. Trubice bývajú často naplnené plynmi, napr. neónom, ktorý žiari červenou farbou.

9. V úsporných žiarovkách sa využíva elektrický výboj v zriedenom plyne obsahujúcom malé množstvo ortuti. • Žlté sfarbenie lámp pouličného osvetlenia je spôsobené malým množstvom iónov sodíka v zriedenom plyne

10. Zdroje: • Lapitková, Morková: Fyzika pre 9. ročník ZŠ • Šablónka: Iveta Hermanovská Obrázky • http://fyzweb.cuni.cz/zajimavosti/hravafyzika/blesk/index.htm • http://www.betaprojekt.sk/clanky/bleskozvod/ • http://www.youtube.com/watch?v=xZSCPNmwNdw • http://ssjh.sk/aix/zvaracska_skola.htm • http://shop.audiolight.cz/cs/katalog/svetla/dekoracni/led-pro-interiery/led-neonflex/neonflex/prod-led-neon-flex-24v-yellow/