Цели урока:
- создавать условия для формирования познавательного интереса, активности учащихся;
- объяснение нового материала по теме «электрический ток в газах»;
- способствовать развитию конвергентного мышления;
- способствовать эстетическому воспитанию учащихся;
- формирование коммуникационного общения;
Оборудование: интерактивный комплекс SMART Board Notebook.
Метод ведения урока: в форме беседы.
План урока:
- Организация класса
- Фронтальный опрос
- Изучение нового материала
- Закрепление
- Закрепление домашнее задание
Цель урока – усвоение нового материала по теме «электрический ток в газах»
Ход урока
1 слайд – заголовок
2 слайд – В обычных условиях газы состоят из нейтральных атомов и молекул и являются диэлектриками.
3, 4 слайд – Распад атомов на положительные ионы и электроны называется ионизацией, обратный процесс – рекомбинацией.
5 слайд – В газах электронно-ионная проводимость.
6 слайд – Протекание тока через газ называется газовым разрядом.
7 слайд – Электрическим током в газах называется направленное движение положительных ионов к катоду, отрицательных ионов и электронов к аноду.
8 слайд – Самостоятельный и несамостоятельный разряды: Газовый заряд, протекающий под действием ионизатора, называется несамостоятельным, а без ионизатора ― самостоятельным.
9 слайд – Вольт-амперная характеристика тока в газах
10 слайд – Условие ионизации электронным ударом, где l – длина свободного пробега
11 слайд – Типы самостоятельных разрядов
- Тлеющий разряд
- Искровой разряд (молния)
- Коронный разряд
- Дуговой разряд
12 слайд – Электрический разряд: самостоятельный и несамостоятельный
13 слайд – Виды самостоятельных разрядов
| Разряд | Условия возникновения | Применение |
| Тлеющий | Низкое давление (доли мм. рт. ст.), высокая напряженность,Е | Ионные и электронные рентгеновские трубки, газоразрядные трубки, газовые лазеры |
| Дуговой | Термоэлектронная эмиссия тока с поверхности катода, большая сила тока (10-100А при малой Е) | Прожекторы, сварка и резка металла, электропечи для плавки металла. |
| Коронный | Атмосферное давление + сильно неоднородное эл. поле. | Электроочистительные фильтры газовых смесей. |
| Искровой | Высокое напряжение при атмосферном давлении имеет вид светящегося канала | Молния. Разряд конденсатора искры при электризации трущихся поверхностей. |
14 слайд – Тлеющий разряд
- Тле́ющий разря́д – один из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Формируется, как правило, при низком давлении газа и малом токе. При увеличении проходящего тока превращается в дуговой разряд.
- В отличие от нестационарных (импульсных) электрических разрядов в газах, основные характеристики тлеющего разряда остаются относительно стабильными во времени.
- Типичным примером тлеющего разряда, знакомым большинству людей, является свечение неоновой лампы и ламп “дневного света”
- Одно из важнейших применений тлеющего разряда в промышленности и военной сфере – газовые лазеры
15 слайд – Дуговой разряд
- Электрическая дуга (Вольтова дуга, Дуговой разряд) – физическое явление, один из видов электрического разряда в газе.
- Впервые была описана в 1802 году русским учёным В. В. Петровым. Электрическая дуга является частным случаем четвёртой формы состояния вещества – плазмы – и состоит из ионизированного, электрически квазинейтрального газа. Присутствие свободных электрических зарядов обеспечивает проводимость электрической дуги.
- При эксплуатации высоковольтных электроустановок, в которых неизбежно появление электрической дуги, борьба с электрической дугой осуществляется при помощи электромагнитных катушек, совмещённых с дугогасительными камерами. Среди других способов известны использование вакуумных и масляных выключателей, а также методы отвода тока на временную нагрузку, самостоятельно разрывающую электрическую цепь.
Электрическая дуга используется при электросварке металлов, для выплавки стали (дуговая сталеплавильная печь) и в освещении (в дуговых лампах).
16 слайд – Коронный разряд
- Коро́нный разря́д − это характерная форма самостоятельного газового разряда, возникающего в резко неоднородных полях. Главной особенностью этого разряда является то, что ионизационные процессы электронами происходят не по всей длине промежутка, а только в небольшой его части вблизи электрода с малым радиусом кривизны (так называемого коронирующего электрода). Эта зона характеризуется значительно более высокими значениями напряженности поля по сравнению со средними значениями для всего промежутка.
- На линиях электропередачи возникновение коронного разряда нежелательно, так как вызывает значительные потери передаваемой энергии. С целью сокращения потерь на общую корону применяется расщепление проводов ЛЭП на 2, 3, 5 или 8 составляющих, в зависимости от номинального напряжения линии (для уменьшения тока в проводнике). Составляющие располагаются в углах правильного многоугольника (или на диаметре окружности, в случае расщепления на 2 составляющих), образуемого специальной распоркой.
- В естественных условиях коронный разряд может возникать на верхушках деревьев, мачтах – т. н. огни святого Эльма.
Коронный разряд применяется для очистки газов от пыли и сопутствующих загрязнений (электростатический фильтр), для диагностики состояния конструкций (позволяет обнаруживать трещины в изделиях).
17 слайд – Искровой разряд
- Искрово́й разря́д (искра электрическая) – нестационарная форма электрического разряда, происходящая в газах. Такой разряд возникает обычно при давлениях порядка атмосферного и сопровождается характерным звуковым эффектом – «треском» искры. Температура в главном канале искрового разряда может достигать 10 000 К. В природе искровые разряды часто возникают в виде молний. Расстояние «пробиваемое» искрой в воздухе зависит от напряжения и считается равным 10 кВ на 1 сантиметр.
- Искровой разряд обычно происходит, если мощность источника энергии недостаточна для поддержания стационарного дугового разряда или тлеющего разряда.
- Искровой разряд представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвленных полосок – искровых каналов. Эти каналы заполнены плазмой, в состав которой в мощном искровом разряде входят не только ионы исходного газа, но и ионы вещества электродов, интенсивно испаряющегося под действием разряда.
18 слайд – Плазма – четвертое состояние вещества
19 слайд – Плазма – частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы.
20, 21 слайд – Степень ионизации плазмы
- Слабо ионизованной плазмой в природных условиях являются верхние слои атмосферы
- Полностью ионизованная плазма, которая образуется при высокой температуре – солнце
22 слайд – Плазма во вселенной и вокруг Земли
В состоянии плазмы находится подавляющая (около 99%) часть вещества Вселенной – звезды, галактические туманности и межзвездная среда.
23 слайд – Плазма во вселенной и вокруг Земли
Около Земли плазма существует в космосе в виде солнечного ветра, заполняет магнитосферу Земли, образуя радиационные пояса Земли и ионосферу.
24 слайд – Плазма в нашей жизни
- Плазменный телевизор
- Плазменная лампа