Vedení elektrického proudu v plynech

1. Vedení elektrického proudu v plynech

2. Plyny jsou za normálních podmínek velmi dobrými izolanty. Vodivými se stanou za nějakých podmínek. jiskrový elektrický výboj elektrický oblouk elektrický výboj ve zředěných plynech

3. Vzduch nebo plyn se stane vodivý, jestliže dojde k rozštěpení jeho molekul na kladné ionty a elektrony. Elektrický proud v plynech je tvořenusměrněným pohybem volných iontů a elektronů.

4. Jiskrový elektrický výboj - blesk Blesk je velmi krátce trvající elektrický proud, např. mezi mrakem a zemí nebo mezi dvěma mraky, doprovázený jasným světlem a zvukem. Ve vzduchu se vyskytuje malé množství částic s nábojem, zejména kladných iontů i za pěkného počasí. Před bouřkou vzniká mezi mrakem a zemí velmi silné elektrické pole, jehož působením jsou kladné ionty urychlovány.

5. Když takto urychlený iont narazí na neutrální molekulu, rozštěpí ji na kladný iont a volný elektron. Tím se tvoří další a další volné elektrony a kladné ionty. Říkáme, že vzduch ionizuje. Jeho vodivost rychle stoupá a v určitém okamžiku nastane jiskrový výboj. Vzduch se v okolí jiskrového výboje silně zahřeje a jeho prudké rozpínání způsobuje silný hluk – hrom.

6. Elektrický oblouk Zapojme dvě uhlíkové tyčinky do elektrického obvodu se zdrojem napětí alespoň 60 V. Přiblížíme tyčinky, aby se navzájem dotýkaly zahrocenými konci. Uzavřeme-li elektrický obvod, konce tyčinek se zahřívají. Jestliže po chvíli tyčinky trocha oddálíme, vytvoří se mezi jejich rozžhavenými hroty elektrický oblouk. Oblouk nesmíme pozorovat přímo, protože bychom se mohli poškodit zrak, pozorujeme ho přes tmavé sklo.

7. Jak vznikají volné částice s nábojem? Z rozžhaveného hrotu uhlíkové tyčinky připojené k zápornému pólu zdroje napětí vyletují uvolněné elektrony. Ty prudce narážejí na neutrální molekuly a štěpí je na kladné ionty a volné elektrony. Mezi hroty uhlíkových tyčinek vzniká vrstva vodivého vzduchu, který má vysokou teplotu a jasně svítí. Teplota vzduchu dosahuje až 5000 °C.

8. Obloukové svařování Používá se například v obloukových pecích k tavení kovů nebo svařování kovových dílů. Při svařování tvoří kovové díly jednu elektrodu a druhou elektrodu drží svářeč v dobře izolovaném držáku svářečky.

9. Z trubice je částečně vyčerpán vzduch a jsou do ní zataveny dvě elektrody, které připojíme ke zdroji vysokého napětí. V trubici vznikne světélkující elektrický výboj, mezi elektrodami prochází elektrický proud. Obsahuje-li trubice nepatrné množství jiného plynu (krypton, xenon, neon…), má elektrický výboj jinou barvu než ve vzduchu. Elektrický výboj ve zředěných plynech Výboje v trubicích plněných různými plyny

10. Výboje v trubicích plněných různými plyny V různých plynech je různě zbarven. Výbojové trubice s barevnými světly známe z reklamních svítících nápisů. Ve výbojových trubicích je vzduch velmi zředěn, a proto volné ionty a elektrony jsou urychlovány na delší dráze, než narazí na další částici. Tím získají větší pohybovou energii a mohou nárazem štěpit další molekuly.

11. Blesk (jiskrový výboj) je velmi krátce trvající elektrický proud, např. mezi mrakem a zemí nebo mezi dvěma mraky, doprovázený jasným světlem a zvukem.

12. Elektrický oblouk Svařování elektrickým obloukem