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

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.

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 k zemi - elektrickou indukciou najmä na vysokých budovách vzniká nadbytok kladného elektrického náboja. Medzi mrakmi a Zemou vzniká silné elektrické pole (109 V).

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.

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

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.

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.

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

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/