ELEKTRICKÝ PROUD V PLYNECH Ionizace plynů, nesamostatný a samostatný výboj, voltampérová charakteristika výboje, tichý (doutnavý) výboj, jiskrový výboj, obloukový výboj, výboj ve zředěných plynech, využití výbojů, termoemise elektronů a její praktické využití, obrazovka. Ludmila Střechová, 8. A

Ionizace, ionizátor, ionizovaný plyn Ionizace = proces, kdy se z plynu stane vodič Ionizátor = dodá plynu energii potřebnou k vytvoření volných nabitých částic Ionizovaný plyn: → mimo el. pole: částice se pohybují chaoticky (el. proud neprotéká) → v el. poli: částice se pohybují uspořádaně k elektrodám, plynem prochází proud – nastává tzv. elektrický výboj v plynu

Nesamostatný elektrický výboj (Výboj se udržuje po dobu působení ionizátoru) Voltampérová charakteristika ionizační komory: Platí ohmům zákon, částice rekombinují ⇒ nedorazí k elektrodám Zvýší se pohyb částic, ty nerekombinují, ohmův z. neplatí ⇒ dorazí k elektrodě Obrovská rychlost částic, nastává „lavinová ionizace“ 3 2 1 Un – komorou prochází nasycený proud Uz – zápalné napětí

Samostatný elektrický výboj výboj, který je nezávislý na působení ionizátoru nastává po překročení Uz plazma = vysoce ionizovaný plyn v samostatném výboji (např. v místě ohně, blesku apod.)

Samostatný výboj za atmosf. tlaku 1. Obloukový výboj Vysoký proud a teplota Mezi elektrodami vzniká plazma - ↑ teplota a intenzivní světlo Využití: zdroj světla, svařování kovů, tavení kovů 2. Jiskrový výboj Krátká doba trvání Zvuková vlna např: blesk (průtok proudu vzduchem mezi nabitými tělesy – mraky) 3. Koróna – vzniká v nehomogenním elektrickém poli - okolo drátů, hran a hrotů s vysokým potenciálem, ztráty na vedení vysokého napětí

Samostatný výboj za sníženého tlaku → výbojová trubice – při sníženém tlaku v ní vzniká doutnavý výboj (= katodové doutnavé světlo – 1 a anodový sloupec – 2) Využití: Doutnavky – vzniká pouze katodové doutnavé světlo (kontrolky na vypínačích) Zářivky – vzniká pouze anodový sloupec (reklamní trubice)

Termoemise: Uvolňování elektronů z povrchu pevných nebo kapalných těles při vysoké teplotě nazýváme termická emise, stručněji termoemise.

Katodové záření: Je-li žhavící vlákno (1) chladné – proud neprotéká Je-li vlákno rozžhavené – zahřeje se katoda, nastane termoemise – elektrony vyletují z katody (2) – pohybují se směrem k anodě a trubicí protéká proud Elektrony prolétají otvorem anody (3), na stěně trubice vzniká katodové záření (4)

Vlastnosti katodového záření: Dopadem na stínítko způsobuje světélkování Magnetické a elektrické pole vychyluje paprsek elektronu Má tepelné účinky Chemické účinky – mohou způsobit naexponování fotografického materiálu Dopadá-li záření na kov s velkou relativní atomovou hmotností, vzniká v místě dopadu pronikavé rentgenové záření

Využití katodového záření: Rentgenka – trubice vyzařující rentgenové záření (použití v lékařství) Elektronka – v minulosti základní prvek počítačů Obrazovka (obrazová elektronka) – nejrozšířenější zařízení, které využívá elektronový paprsek

K – katoda, W – řídicí elektroda, A1, A2 – anody, D1, D2 – vychylovací destičky, S – stínítko, G – grafitový povlak Katoda obrazovky K je rozžhavena pomocí žhavícího vlákna a uvolňuje elektrony tepelnou emisí. Aby se snížila výstupní práce, kterou musí elektron vykonat při výstupu z katody, je její povrch pokryt vrstvou oxidu barnatého. Emitované elektrony vystupují malým otvorem v řídící elektrodě W (Wehneltův válec). Potom jsou soustavou anod A1, A2 urychlovány a soustřeďovány do elektronového paprsku, který prochází dvěma páry vychylovacích destiček D1, D2 a dopadá na stínítko S, pokryté vrstvou sulfidu zinečnatého ZnS. V místě dopadu vznikne svítící stopa.