Những hiện tượng vật lý xung quanh chúng ta có những điều thật sự rất bí ẩn và khó hiểu, đặc biệt là tia lửa điện. Để có thể tìm hiểu rõ hơn về tia lửa điện là gì? Điều kiện tạo ra tia lửa điện? Ứng dụng? thì các bạn hãy cùng Luật Dương Gia tham khảo bài viết sau đây.
Mục lục bài viết
1. Tia lửa điện là gì?
Tia lửa điện chính là một khái niệm chỉ sự phóng điện xảy ra đột ngột và điều kiện là điện trường cao để tạo ra nơi dẫn điện làm cho ion hóa đi xuyên qua những môi trường cách điện. Tia lửa điện là thiết bị được sử dụng để tạo ra tia lửa nhờ vào việc sử dụng nguồn điện. Có thể sử dụng để tạo lửa, hàn, kích thích những vật liệu và tia lửa điện được xem như một tia lửa sáng đẹp đẽ mang đến một sự phóng điện.
2. Điều kiện tạo ra tia lửa điện:
2.1. Điều kiện tạo ra tia lửa điện:
Làm thế nào để có thể tạo ra tia lửa điện? Nếu bạn có cùng thắc mắc với tôi thì hãy cùng chúng tôi tìm hiểu ngay điều kiện tạo ra tia lửa điện ngay sau đây nhé.
– Điện áp đủ cao để cung cấp và tạo ra sự chênh lệch giữa hai điểm trong mạch. Có thể đạt được điều này nhờ việc sử dụng một nguồn điện hoặc là biến áp để nó có thể tăng lên một mức đủ cao vượt qua ngưỡng cố định trong không khí. Mục đích là làm cho môi trường ngăn cản bị đánh thủng để điện trường đi vào bên trong.
– Điều kiện thứ hai để tạo ra tia lửa điện là chất dẫn điện, có thể là không khí hoặc những ion hóa như argon làm cầu nối dẫn điện từ một đầu của mạch đến điểm cuối mạch đó. Trường hợp này các electron sẽ di chuyển nhanh tạo thành hiệu ứng ion hóa.
– Điều kiện thứ ba cũng là điều kiện quan trọng nhất là khoảng cách hai điểm để có thể xác định sự ổn định hoặc hiệu suất của tia lửa điện. Khoảng cách của hai vật không được quá gần nhau tránh sự tiếp xúc và cũng không được quá xa nhau để duy trì tính liên kết điện.
– Khi điều kiện có đủ ba yếu tố trên thì tia lửa điện sẽ xuất hiện, tia lửa điện được vận dụng vào những ngành công nghiệ, khoa học kĩ thuật.
2.2. Mô tả chi tiết quá trình tạo ra tia lửa điện:
Hiện tượng tia lửa điện được tạo ra khi mà cường độ của điện trường vượt trên mức cho phép gọi là cường độ đánh thủng. Trong môi trường có một điện trường khi các electron chuyển động nhanh và va chạm nhau làm cho các electron bị giải phóng đồng thời tạo ra được các ion bổ sung. Qúa trình này sẽ tế tục đến khi nào mà nhiệt năng cung cấp đủ lớn làm cho những khe hở còn lại dẫn điện. Cường độ để đánh thủng không khí là 30kV/cm, nghĩa là cường độ phải lớn hơn giá trị này mới có thể dẫn điện được. Tia lửa điện được xảy ra ở những môi trường chất rắn, chất lỏng có khả năng cách điện.
3. Tác hại của tia lửa điện:
Có thể bạn chưa biết tia lửa điện cũng có nhiều tác hại đến con người và môi trường xung quanh. Cùng Luật Dương Gia điểm qua một số tác hại của tia lửa điện, bao gồm:
– Có ảnh hưởng đến sức khỏe và gây ra những vấn đề về sức khỏe, viêm da, kích ứng da, viêm phổi và những vấn đề sức khỏe khác. Nếu con người tiếp xúc với tia lửa điện trong thời gian dài thì sẽ bị tổn thương nghiêm trọng.
– Gây ra những nguy hiểm cho con người như có khả năng gây cháy nổ, tai nạn lao động. Phải sử dụng một cách cẩn thận để đảm bảo sự an toàn cho người xung quanh và môi trường ngoài kia.
– Tác động đến môi trường vì trong quá trình sản xuất cũng như sử dụng tia lửa điện thì sẽ góp phần vào việc ô nhiễm môi trường. Do trong quá trình sản xuất có những chất chí CO2, SO2 và NOx sinh ra trong không khí.
– Khả năng tiêu hao năng lượng vì sử dụng tia lửa điện yêu cầu một lượng năng lượng rất lớn. Vấn đề tiêu thụ năng lượng này làm gia tăng nguồn tài nguyên và ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính.
– Để giảm bớt tình trạng này chúng ta cần sử dụng những công nghệ có khả năng tiết kiệm năng lượng, có tính an toàn trong quá trình sử dụng và xử lý chất thải một cách tốt nhất.
4. Những ứng dụng của tia lửa điện:
Bên cạnh những mặt có hại thì tia lửa điện cũng có những ứng dụng đáng kể giúp ích cho cuộc sống con người có thể kể đến như:
– Làm công cụ để tạo ra lửa để sử dụng trong bếp gas, hồ cá, hoặc những dụng cụ như máy hàn, máy cắt kim loại phục vụ cuộc sống con người.
– Ứng dụng trong các thiết bị y tế như việc sử dụng vào việc tiệt trùng, công cụ làm kim tiêm hoặc dao mổ trong bệnh viện.
– Tia lửa điện được sử dụng vào ngành công nghiệp như trong quá trình sản xuất và gia công kim loại, gốm sử, thủy tinh. Nó cũng có thể giúp kích thích phản ứng hóa học, ở nhiệt độ cao tia lửa điện giú làm nóng chảy vật liệu.
– Một ứng dung khá hay của tia lửa điện đó là việc xác định thành phần những chất có trong thí nghiệm hoặc kiểm tra chất phẩm.
– Tia lửa điên còn được con người cận dụng vào động cơ nổ có khả năng đốt hỗn hợ nổ bên trong xilanh và bugi là nơi tạo ra tia lửa điện.
– Ngoài ra tia lửa điện còn được ứng dụng vào công nghệ gia công làm cho các bề mặt gia công nóng chảy và bốc hơi do tác động của nhiệt.
– Trong ngành viễn thông tia lửa điện giúp sử dụng hiêu ứng để hiệu chỉnh các ống ính, máy quay, máy in.
– Tia lửa điện có ứng dụng cực kỳ quan trọng vào sự phát triến khoa học công nghệ như tạo ra các thiết bị gia tốc hạt nhân, những thiết bị sinh học và công nghệ plasma hiện đại. Có thể thấy tia lửa điện có nhiều ứng dụng vào đời sống của con người và có nhiều khả năng phát triển trong tương lai.
5. So sánh hồ quang điện và tia lửa điện:
Hồ quang điện và tia lửa điện đều là những hiện tượng có liên quan đến dòng điện chạy qua chất dẫn. Tuy cả hai đều có tác động đến dòng điện nhưng cả hồ quang điện và tia lửa điên đều có sự khác nhau và giống nhau về nguyên tắc hoạt động, ứng dụng của nó.
Điểm giống nhau giữa hồ quang điện và tia lửa điện
Hồ quang điện và tia lửa điện đều có khả năng phát ra ánh sáng khi có dòng điện cao chạy qua chất dẫn
Cả hai đồng thời tạo ra những tính chất về nguyên tử, phân tử bên trong chất dẫn
Điểm khác nhau giữa hồ quang điện và tia lửa điện
Giữa hồ quang điện và tia lửa điện có nhiều điểm khác nhau, đây cũng là những điểm phân biệt giữa hai loại này.
– Hồ quang điện xảy ra trong ống huỳnh quang, bóng đèn huỳnh quang.
– Hồ quang điện tạo ra ánh sáng liên tục không ngắt quãng
– Hồ quang điện được kích thích từ năng lượng bên ngoài như là cuộn cảm
– Nếu áp suất giảm thì các phân tử bên trong không khí sẽ bị ion hóa và năng lượng được kích thích. Khi electron quay về trạng thái lúc đầu thì năng lượng phát ra bằng dạng ánh sáng.
– Tia lửa điện được xảy ra trong không khí hoặc các loại chất khí khác
– Tia lửa điện tạo ra ánh sáng trong một thời gian khá ngắn
– Tia lửa điện được kích thích từ biến thiên nhanh của điện trường
– Nếu hai cực của tia lửa điện được tiếp xúc thì xung diễn ra, dòng điện có thể chạy trong không gian rỗng.
Tóm lại, hồ quang điện và tia lửa điện đều có liên quan trực tiếp đến dòng điện bên trong chất dẫn nhưng khác nhau về môi trường và tính chất của nó.
6. Bài tập củng cố kiến thức liên quan đến tia lửa điện
1.Điều nào sau đây nói về tia lửa điện là không đúng?
A. Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí khi được đặt trong điện trường đủ mạnh (khoảng 3.106 v/m) để ion hoá chất khí.
B. Là quá trình phóng điện không tự lực trong chất khí mà các hạt tải điện mới sinh ra là êlectron tự do thoát khỏi catôt khi ion dương tới đập vào catôt.
C. Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí có thể tự duy trì, không cần có tác nhân ion hoá từ ngoài.
D. Là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí được sử dụng làm bugi (bộ đánh lửa) để đốt cháy hỗn hợp nổ trong động cơ nổ.
2. Chọn câu phát biểu sai khi nói về tia lửa điện?
A. Tia lửa điện là chùm tia phát ra theo đường ngoằn ngoèo có nhiều nhánh.
B. Khi phóng điện thành tia, ngoài sự ion hoá do va chạm còn có sự ion hoá do tác dụng của các bức xạ phát ra trong tia lửa điện.
C. Tia lửa điện xuất hiện khi hđt giữa 2 cực đặt trong kk có trị số lớn, tạo ra điện trường rất mạnh ( cđ khoảng 3.106V/m)
D. Tia lửa điện là chùm tia phát ra theo đường thẳng
3. Chọn một đáp án sai trong những đáp án sau đây
A. Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực
B. Hồ quang điện xảy ra trong chất khí ở áp suất cao
C. Hồ quang điện sảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa 2 điện cực có hiệu điện thế không lớn
D. Hồ quang điện kèm theo tỏa nhiệt và tỏa sáng rất mạnh
THAM KHẢO THÊM:
