Škola: Autor: DUM: Vzdělávací obor: Tematický okruh: Téma:
Masarykovo gymnázium Vsetín Mgr. Jitka Novosadová MGV_F_SS_2S2_D19_Z_ELMAG_Vedeni_elektrickeho_proudu_v_ plynech_samostatny_a_nesamostatny_vyboj_PL Člověk a příroda – Fyzika Elektřina a magnetismus – Elektrický proud v plynech a ve vakuu Vedení elektrického proudu v plynech, samostatný a nesamostatný výboj
VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V PLYNU, SAMOSTATNÝ A NESAMOSTATNÝ VÝBOJ TEORIE Pojmy k zopakování vedení elektrického proudu v kovu a v kapalině, katoda, anoda, iont, voltampérová charakteristika, Ohmův zákon, vodič, izolant, elektronvolt
Elektrický proud v plynech
Samostatný a nesamostatný výboj Nesamostatný elektrický výboj v plynu
Obrázek 1: Voltampérová charakteristika výboje
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
1/5
Samostatný výboj v plynu za atmosférického tlaku
Samostatný elektrický výboj v plynu za sníženého tlaku
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
2/5
Obrázek 2: Doutnavý výboj
KONTROLNÍ OTÁZKY 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21)
Vzduch ve třídě patří mezi vodiče nebo izolanty? Co je to ionizace a jak k ní dochází? Které částice zprostředkovávají vedení elektrického proudu v plynu? Jak tyto částice vznikají? Uveď příklady záření, které mohou vyvolat ionizaci. Co je to ionizátor? Uveď příklady. Co je to ionizační energie? Převeďte hodnoty ionizačních energií na jouly: pro vodík 13,53 eV, pro kyslík 15,8 eV. Co je to rekombinace? Jak vypadá ionizační komora a k čemu slouží? Popiš, kam se pohybují nabité částice při elektrickém výboji. Načrtni a popiš voltampérovou charakteristiku výboje. Vysvětli pojmy nasycené napětí a zápalné napětí. Co je to ionizace nárazem a kdy se uplatňuje? Co je to plazma a kde se s ní setkáme? Proč se při obloukovém výboji používají uhlíkové elektrody? Jsou to vodiče nebo izolanty? Odhadni napětí mezi elektrodami vzdálenými 1 cm, mezi nimiž probíhá jiskrový výboj. Uveď příklady výbojů, které probíhají za atmosférického tlaku. Popiš jiskrový výboj, uveď příklady. Popiš, jak „vyrobíš“ obloukový výboj. Uveď hodnotu normálního atmosférického tlaku. Porovnej napětí potřebné pro vznik samostatného výboje mezi elektrodami umístěnými a) v prostředí s atmosférickým tlakem, b) ve vyčerpané výbojové trubici. Vysvětli. 22) Popiš doutnavý výboj, vysvětli, jak k němu dochází.
PROCVIČOVÁNÍ 1) Učebnice [01] – kapitola 6.1 Nesamostatný a samostatný výboj v plynu – úloha 6.1.5 2) Záblesk při bouřce trval asi 1 ms, přenesl se při něm náboj 20 C a napětí mezi mrakem a zemí bylo asi 100 MV. Určete střední hodnotu vzniklého proudu a energii výboje. Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
3/5
3) Sbírka [02] – kapitola 5.2 Elektrický proud v pevných látkách – úlohy 5.2.243, 5.2.244, 5.2.245, 5.2.246
SHRNUTÍ Plyny jsou za běžných tlaků a teplot velmi dobrými ______. Elektricky vodivými se stávají ______, při níž se z molekul plynů ____________________ a ze zbytků molekul vznikají __________. Elektrony se mohou zachytit na neutrálních molekulách, a tak vzniknou ___________. Elektrický výboj tedy zprostředkovávají __________________________. Opakem k ionizaci plynu je ____________ – spojení nabitých částic v _____________. Nesamostatný elektrický výboj je
výboj,
který
je
_________________________________.
Samostatný
výboj
probíhá
v plynu
________________________________. Mezi samostatné výboje, které mohou probíhat za atmosférického tlaku, patří ______________, _____________ a __________. Za sníženého tlaku probíhá _________________.
DOMÁCÍ ÚKOL 1) 2) 3) 4)
Zjistěte bližší informace o meteorologickém jevu zvaném Eliášův oheň. Zjistěte podrobnější informace o doutnavce. Jak vypadá výboj uvnitř doutnavky připojené na střídavé napětí? Učebnice [01] – kapitola 6.1 Nesamostatný a samostatný výboj v plynu – úlohy 6.1.1, 6.1.2, 6.1.3 Učebnice [01] – kapitola 6.2 Samostatný výboj v plynu za atmosférického a za sníženého tlaku – úlohy 6.2.1, 6.2.2, 6.2.4
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
4/5
SEZNAM ZDROJŮ [01] LEPIL, Oldřich a Přemysl ŠEDIVÝ. Fyzika pro gymnázia. 5., přeprac. vyd. Praha: Prometheus, 2000, 342 s. Učebnice pro střední školy (Prometheus). ISBN 978-80-7196-202-1.
[02] LEPIL, O., BEDNAŘÍK, M., ŠIROKÁ, M. Sbírka úloh z fyziky pro střední školy. Dotisk 2. vydání. Praha : Prométheus, 1995. 270 s. ISBN 80–7196–204
METODICKÝ LIST Název školy Číslo projektu Autor Název šablony Název DUMu Stupeň a typ vzdělávání Vzdělávací oblast Vzdělávací obor Tematický okruh Druh učebního materiálu Cílová skupina Anotace Vybavení, pomůcky Klíčová slova
Datum
Masarykovo gymnázium Vsetín CZ.1.07/1.5.00/34.0487 Mgr. Novosadová Jitka III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT MGV_F_SS_2S2_D19_Z_ELMAG_Vedeni_elektrickeho_proudu_v_plynech_samostatny_a_ nesamostatny_vyboj_PL Gymnaziální vzdělávání Člověk a příroda Fyzika Elektřina a magnetismus – Elektrický proud v plynech a ve vakuu Pracovní list Žák, 15 – 16 let Pracovní list určen do výuky studentům, podklad pro vlastní poznámky/sešit, náplň: Vedení elektrického proudu v plynech, samostatný a nesamostatný výboj elektroda, katoda, anoda, ionizace, ionizátor, rekombinace, ionizační energie, ionizační komora, nasycený proud, nasycené napětí, zápalné napětí, samostatný výboj, nesamostatný výboj, plazma, obloukový výboj, jiskrový výboj, koróna, výbojová trubice, doutnavý výboj, doutnavka, katodové záření, anodový sloupec 20.10.2012
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
5/5
