ELEKTRICKÝ PROUD V PLYNECH NESAMOSTATNÝ A SAMOSTATNÝ VÝBOJ V PLYNU
________________________________________ ______________________________________________________________, Vzduch je za normálních podmínek
například elektroskop udrží dlouhou dobu téměř stejnou výchylku Pokud umístíme mezi dvě desky připojené k vysokému napětí svíčku, pak na mikroampérmetru budeme pozorovat ________________________________________________________
______________________________________________________________ Působením plamene, případně zářením se plyn __________________________________
______________________________ ______________________________________________________________ Ionizační energie je uvádí v jednotkách elektronvolt:
1eV =
J
Hodnoty ionizační energie: • vodík 13,53eV • •
kyslík 15,8eV rtuť 10,4eV
Vzduch je vždy alespoň částečně ionizován působením kosmického záření, v 1cm 3 vzniká každou sekundu asi 10 kladných a záporných částic.
ZAMYSLI SE! Proč tyto nabité částice nezpůsobují lepší vodivost vzduchu?
______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Pokud se ionizovaný plyn nachází v elektrickém poli, vznikne elektrický proud jako uspořádaný pohyb nabitých částic. Ionty, které dorazí na elektrodu se stávají neutrálními – předávají nebo přijímají elektrony – je tedy veden elektrický proud
______________________________________ ______________________________________________________________ Nesamostatný výboj v plynu je
Pokud přestane ionizátor působit – převládá
__________________ a výboj ustane
Pokud budeme měřit závislost elektrického proudu na napětí, výsledky budou nejprve odpovídat Ohmovu zákonu. S rostoucím napětím se uspořádaný pohyb iontů zrychlí až při určité hodnotě UN
_________________________________ , obvodem prochází _____________________, Který se při zvyšování napětí dlouho nemění. K dalšímu zvyšování proudu dochází až při překročení hodnoty U Z , ________________________.
_______________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________,
Příčinou je ionizace nárazem:
nastává samostatný výboj. Vysoce ionizovaný plyn v samostatném výboje se nazývá plazma
? OTÁZKY A ÚLOHY 1. Co je to nesamostatný výboj? 2. Co je to samostatný výboj? 3. Co je to ionizace nárazem? 3. Co je to plazma?
SAMOSTATNÝ VÝBOJ V PLYNU ZA ATMOSFERICKÉHO A SNÍŽENÉHO TLAKU Za atmosférického tlaku může nastat obloukový výboj, jiskrový výboj a koróna •
Obloukový výboj – tepelná ionizace
•
Jiskrový výboj – vysoké napětí, krátká doba trvání
•
Koróna – trsovitý výboj okolo hran a hrotů drátů
Za sníženého tlaku může nastat obloukový výboj, jiskrový výboj a koróna •
Doutnavý výboj – nízká teplota elektrod a malý proud
Katodové světlo
Anodový sloupec
Doutnavka – neon
Reklamní trubice a zářivky
? OTÁZKY A ÚLOHY 1. Jaký je rozdíl mezi obloukovým a doutnavým výbojem? 2. Uveď příklady využití samostatného náboje
OBRAZOVKA V trubici, ve které probíhá doutnavý výboj, se proti sobě pohybují nabité částice – kladné ionty a elektrony. Pokud v anodě vytvoříme otvor, prolétávají jím elektrony a na skleněné stěně nádoby způsobuje světélkování. Tzv. katodové záření Protože se jedná o proud elektronů, nabitých částic, lze je vychylovat působením elektrického nebo magnetického pole. V obrazovce je vysoké vakuum ( 10 −4 Pa ). Katoda je rozžhavena a uvolňuje elektrony tepelnou emisí. Elektronový paprsek je vychylován dvěma páry vychylovacích destiček (1. pár – nahoru x dolů, 2. pár – vpravo x vlevo). V místě dopadu paprsku vznikne svítící stopa.
? OTÁZKY A ÚLOHY 1. Co je to katodové záření? 2. Jak funguje zobrazovaní na obrazovce?
POZNÁMKA NAVÍC Princip klasické (CRT) obrazovky: Katodová paprsková trubice (Cathode Ray Tube - CRT) byla objevena už roku 1897. V roce 1938 byla patentována první televizní obrazovka. Obraz se vytváří pomocí svazku elektronových paprsků, které „září“ skrze vzduchoprázdnou skleněnou baňku a dopadají na přední část, kterou tvoří stínítko potažené luminiscenční látkou (luminoforem). Elektrony z elektronového paprsku jsou v horizontálním i vertikálním směru vychylovány elektromagnetickým polem vychylovacích cívek. Černobílé obrazovky používají jediný paprsek, barevné tři paprsky se stínící maskou.
Princip Plazmového obrazovky: Plazmovou obrazovku si můžete představit jako velkou plástev, kde jednotlivé buňky této plástve obsahují plyn. Zároveň obsahují elektrody, které po přivedení elektrického impulsu vyšší úrovně dokážou plyn uvést do energeticky nabuzeného stavu (plazma) a pak tuto energii předat luminoforu, který bod rozsvítí. Podle intenzity přivedeného elektrického impulsu k jedné z buněk, se může jas takového bodu modulovat. Výroba plazmového panelu je na mnohem vyšší technologické úrovni, než u panelů LCD. Je nutné vyrobit „mikroplástev" a do ní dát plyn a celé to pak ještě jednou provždy utěsnit, aby plyn „neutíkal". V případě, že plyn unikne, příslušná část obrazovky ztratí jas a vytváří se na ní fleky. A plazmový panel tak můžete jednou pro vždy vyhodit. Princip LCD obrazovky: Princip činnosti televizoru LCD spočívá v tom, že se zde nachází dva panely. LCD panel je umístěn blíže k divákovi a pomocí malých buněk vyplněných tekutými krystaly propouští světlo různých vlnových délek - RGB. I zde se, jako u klasických televizorů, využívá setrvačnosti a nedokonalosti lidského oka, které vnímá plochu obrazovky jako celek (tedy dává dohromady scénu, na kterou se dívá) a ne jako blikání jednotlivých bodů obrazovky. Jeden bod je „postaven" z mnoha (pro vaši představu zjednodušeně) tyčinek, které plavou v tekutině. Přivedením elektrického napětí se začnou orientovat jedním směrem a tento bod začne propouštět světlo. Jedna buňka může být „zavřená" - nepropustná, kdy nepropouští světlo - anebo do určité míry otevřená a tím se dociluje intenzity „rozsvícení" bodu dané barvy. K tomu, aby bylo co propouštět, je nutné za LCD panelem mít umístěn světlovodný panel. Ten musí mít především tu vlastnost, že vede světlo do všech míst stejně, aby nevznikaly při sledování obrazu fleky s nižší intenzitou. Pro osvětlení tohoto světlovodného panelu se používají výbojky nebo je jeho osvětlení realizováno pomocí LED diod.
