TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN BỈNH KHIÊM
LỚP 11 LÍ
Năm học 2007 -2008
Định nghĩa:
Hồ quang điện là dạng phóng điện tự duy trì trong chất khí, xảy ra ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn.
50V
Đặt hai thanh than (hai điện cực) vào nguồn điện có hiệu điện thế 50V.
Ban đầu, để cho hai đầu thanh than chạm nhau.
Sau đó, tách chúng ra một khoảng ngắn.
Ta thấy.
Hồ quang điện

Thí nghiệm tạo hồ quang điện:
Cơ chế phát sinh và duy trì hồ quang:
Khi hai thanh than chạm vào nhau, mạch điện bị nối tắt, dòng điện trong mạch rất lớn làm cho chỗ tiếp xúc c?a hai thanh than nóng đỏ.
Khi hơi tách hai thanh than, tại đầu thanh than bị đốt nóng, các êlectrôn thu được động năng lớn và bứt ra khỏi thanh than đi từ cực âm (catôt) sang cực dương (anôt). Các êlectrôn� này bắn phá cực dương và làm nóng sáng cực dương. Từ cực dương các ion dương bắn ra lại chạy sang cực âm, đập vào nó, làm cho cực âm nóng lên và các êlectrôn được bứt ra, nhờ vậy hồ quang được duy trì.
Khoảng không khí giữa hai đầu thanh than bị ion hoá ở nhiệt độ cao nên dẫn điện tốt.

Khí than bị bốc cháy, không khí nóng cũng bốc lên làm cho khí than cháy theo hình lưỡi liềm, cong về phía trên.
Đặc điểm của hồ quang điện:
Là sự phóng điện tự duy trì trong chất khí.
Tập trung trong một plasma hẹp và sáng chói, phát ra tia hồng ngoại, ánh sáng màu trắng và giàu tia tử ngoại. Phần lớn ánh sáng phát ra từ một diện tích nhỏ.
Dòng điện chạy qua chất khí giữa anôt và catôt bao gồm: dòng các eletron, ion âm từ catôt đến anôt và dòng các ion dương từ anôt đến catôt.
Nhiệt độ rất cao.
Hiệu điện thế tương đối thấp.
Cường độ dòng điện rất lớn.
Anôt bị lõm vào.
Khi các điện cực nằm ngang, hồ quang điện có dạng vòng cung.
Có tiếng nổ nhỏ.

1. Hàn hồ quang điện:
Mạch hàn cơ bản:
Hàn hồ quang là phương pháp nối hai miếng kim loại bằng cách làm nóng chảy chúng hoặc một dây kim loại trung gian, nhiệt sinh ra từ một hồ quang điện giữa các vật hàn và đầu que hàn.
Hồ quang được tạo ra giữa khe hở khi chạm điện cực vào vật hàn rồi nhấc ra nhưng vẫn giữ tiếp xúc gần. Hồ quang sinh ra nhiệt độ khoảng 3600 ~C tại đầu que hàn. Nhiệt này làm nóng chảy cả kim loại nền và điện cực, tạo ra một vũng kim loại nóng chảy, nó đông cứng sau khi điện cực di chuyển tới vị trí tiếp theo dọc mối hàn.
2. Sản xuất các hợp chất hoá học:
- Sản xuất axit nitric: từ khí nitơ
O2 + N2 ? 2NO
2NO + O2 ? 2NO2
4NO2 + 2H2O + O2 ? 4HNO3
- S?n xu?t canxi cacbua và axetylen: từ đá vôi và than cốc
CaO + 3C ? CaC2 + CO
CaC2 + 2H2O ? C2H2 + Ca(OH)2
- S?n xu?t silic: từ silicat siêu s?ch
SiO2 + C ? Si + CO2
- S?n xu?t ?ng nanô cacbon: một hồ quang điện với điện cực than có thể tạo ra ?ng nanô cacbon ở điều kiện thích hợp.

Than ở anôt bị bốc bay bám vào catôt đối diện. Ở catôt cũng như ở muội than rơi xuống đáy bình có fulơren và ống nanô cacbon lẫn với cacbon vô định hình.
3. Luyện kim:
Mô hình lò hồ quang
Lớp tường xây bằng vật liệu chịu lửa, phần lớn kích thước giành cho bộ phận làm mát bằng nước.
Nắp lò có gắn các điện cực bằng than, có thể nhấc lên hạ xuống được. Loại lò AC thường sử dụng 3 điện cực bằng than.
Điện cực phần lớn có dạng tiết diện tròn, thường có dạng từng đoạn một.
Khi hoạt động các điện cực bị mòn dần đi và ta phải thay thế dần chúng trong quá trình hoạt động.
Ngoài ra, lò còn có cửa để nạp nguyên liệu và rót thép lỏng ra ngoài.
Kết cấu:
Nguyên lí hoạt động:
Hồ quang giữa vật liệu mang điện và điện cực sinh ra nhiệt làm nóng chảy thép.
Đèn hồ quang chỉ tất cả những loại đèn tạo ra ánh sáng nhờ một hồ quang điện. Đèn gồm có hai điện cực điển hình được làm bằng vonfam và được ngăn cách với bên ngoài bởi một loại khí. Mỗi loại đèn thường được đặt tên theo khí được chứa đựng trong bóng, bao gồm: nê-ông, acgon, xenon, natri, halogenua kim loại và thủy ngân.
Đèn hồ quang là ứng dụng đầu tiên của dòng điện trong phát sáng.
Ngày nay, đèn hồ quang là sự lựa chọn hàng đầu cho giải pháp tiết kiệm điện.
Một số loại đèn hồ quang tiêu biểu:
Đèn hồ quang than: đèn điện sử dụng bức xạ phóng điện hồ quang giữa các điện cực than. Các điện cực có thể thêm lõi bằng hoá chất đặc biệt để tăng cường độ ánh sáng phát ra. Đèn được dùng làm đèn chiếu, đèn biển, máy chiếu phim, vv.
Đèn hồ quang natri (đèn vàng): bên trong chứa hơi natri, là loại đèn phổ biến trong việc chiếu sáng công cộng (đèn cao áp).
Đèn hồ quang neon: đèn ống trong đó khí neon bị ion hoá bởi dòng điện dọc theo chiều dài ống, phát ra một luồng ánh sáng đỏ rực. Nếu dùng hỗn hợp khí neon - heli, ánh sáng phát ra có màu đỏ da cam. Hiệu suất phát sáng 25 lm/W. Loại đèn này chủ yếu dùng làm đèn quảng cáo và đèn tín hiệu.
Đèn hồ quang xenon:
- Đèn xenon có hai điện cực đặt trong một ống thủy tinh thạch anh, cách nhau một khoả�ng ngắn trong một bầu chứa khí xenon và muối kim loại.
- Tia hồ quang phát ra trong bóng tạo ánh sáng cho đèn.
- Đèn hồ quang xenon chủ yếu được dùng để trang trí

Phân loại: gồm đèn ống và đèn compact.
Cấu tạo:
Gồm một ống thủy tinh hình trụ, mặt trong có tráng một lớp bột huỳnh quang mỏng. Trong ống thủy tinh người ta hút hết không khí và thay vào đó là một loại khí trơ và vài giọt thủy ngân lỏng.
Hai đầu của bóng đèn có hai sợi dây tóc nhỏ bằng Volfram đóng vai trò là hai điện cực.
Để đèn huỳnh quang hoạt động được cần có hai thiết bị khác là chấn lưu và Stăcte (con chuột).

Đèn huỳnh quang: là huỳnh quang sinh ra trong hơi thủy ngân ở áp suất thấp.
Nguyên lý hoạt động:
Stăcke hoạt động như một công tắc điện tự động K. Khi bật công tắc đèn, K đóng, dòng điện chạy qua hai điện cực mắc nối tiếp, làm các dây nóng đỏ và phát ra electron (phát xạ nhiệt electron). Khi K ngắt, một cực trở thành anôt, còn cực kia là catôt và hồ quang xảy ra.
Hồ quang phát ra bức xạ chứa tia tử ngoại hoặc cực tím có năng lượng lớn. Bức xạ cực tím và tử ngoại tác dụng lên bột huỳnh quang trên thành ống, làm bột bức xạ ánh sáng nhìn thấy.
Dòng điện trong quá trình phóng điện hồ quang giữ cho dây vonfram tiếp tục nóng đỏ. Cuộn chấn lưu trong mạch điện giữ cho dòng điện không tăng quá cao làm hỏng đèn.
Nhóm biên soạn:

Nguyễn Tiến Mạnh
Nguyễn Thị Vân Anh
Trần Minh Trung
Lê Anh Công
Nguyễn Xuân Dũng
Tạ Huy Hoàng
Giáo viên hướng dẫn:

Phạm Thùy Dung
Cảm ơn các bạn đã quan tâm theo dõi.