Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu: EU peníze středním školám Gymnázium a Střední odborná škola, Podbořany, příspěvková organizace Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Sada: Elektřina a magnetismus Ověření ve výuce Třída: SeptimaDatum: DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL zpracovaný v rámci projektu Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jiří Truhlář. Dostupné z Metodického portálu ISSN Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).

TÉMA: Proud v plynech PŘEDMĚT: fyzika KLÍČOVÁ SLOVA: výboj, plyn JMÉNO AUTORA: Ing. Jiří Truhlář

Metodický pokyn: -určeno pro výuku fyziky na SŠ (dle zařazení v ŠVP) - zahrnuje: 1. výklad učiva 2. cvičení – příklady 3. obrazová část

Elektrický proud v plynech a ve vakuu

Elektrický proud vede jen ionizovaný plyn. K ionizaci neutrální molekuly je nutno dodat ionizační energii. Plyn se ionizuje působením plamene nebo záření. Ionizační energie se udává v elektronvoltech (1eV = 1,602 * C).

Elektrický proud v plynu, který se udržuje jen po dobu působení ionizátoru, se nazývá nesamostatný výboj.

Nesamostatný výboj se udržuje jen po dobu působení ionizátoru. Po překročení zápalného napětí dochází k ionizaci nárazem a samostatnému výboji. Vysoce ionizovaný plyn v samostatném výboji se nazývá plazma.

Obloukový výboj: charakteristické je nízké U z a velmi vysoký proud, uvolňuje se množství el. energie a ultrafialové světlo. Využití: el. svařování

Jiskrový výboj Trvá velmi krátkou dobu, vzniká při dosažení U z mezi elektrodami, není-li zdroj schopen trvale dodávat velký proud. (vybíjení kondenzátoru, blesk – vzniká mezi opačně nabitými mraky nebo mezi mrakem a zemí)

Koróna vzniká v nehomogenním el. poli okolo hran, hrotů, tenkých vodičů s vysokým potenciálem, dosáhne-li intenzita el. pole hodnoty potřebné k ionizaci molekul v okolí vodiče. Koróna způsobuje ztráty na vedeních vysokého napětí.

1) Pro vznik elektrického výboje v plynu za normálního tlaku je nutné vysoké napětí mezi elektrodami, kdežto v plynu za nízkého tlaku nastává výboj již při nižším napětí. Vysvětlete. 2) Obloukový výboj vzniká ve vzduchu za normálního tlaku, a přesto není nutné, aby mezi elektrodami bylo vysoké napětí. Vysvětlete. 3) Proč při vysokém napětí vzniká jiskrový výboj především na kovových vodičích ve tvaru hrotů? Vysvětlete. 4) Mezi Zemí a mrakem vznikl výboj ve formě blesku, při němž byl přenesen náboj 40 C. Rozdíl potenciálů mezi mrakem a Zemí byl 10 6 V. Určete energii výboje.

1) Za nízkého tlaku uplyne delší doba mezi dvěma srážkami iontů. Iont je elektrickým polem urychlován delší dobu a získá tak energii potřebnou k ionizaci nárazem již při nižším napětí. 2) Ionizace nastává vlivem vysoké teploty výboje. 3) V blízkosti hrotů má elektrické pole velkou intenzitu. 4) Q = 40 C, φ = 10 6 V; E = ? E = Q φ = 40 × 10 6 J = 40 MJ

Obr. 1 Obloukový výboj

Obr. 2 Koróna

Obr. 3Svařování el. obloukem

ZDROJE: Obr. 1: KOCOVSKA. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW:.. Obr. 2: Roubickova. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW:.. Obr. 3: Roubickova. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW:..