Номер 11, страница 115, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

11. В чем особенности протекания дугового, коронного и искрового разряда?

11. Дуговой, коронный и искровой разряды являются видами самостоятельного разряда, но протекают в различных условиях и имеют свои характерные особенности.

Искровой разряд:

- Условия: Возникает при высоком давлении газа (обычно атмосферном) и очень большой напряженности электрического поля, превышающей диэлектрическую прочность газа. Происходит в течение очень короткого времени.

- Особенности: Представляет собой прерывистый разряд в виде яркого, извилистого канала плазмы (или нескольких каналов). Сопровождается резким звуком (треском) и яркой вспышкой света. Внутри канала температура достигает десятков тысяч градусов. Сила тока велика, но длительность разряда очень мала (микросекунды). Классический пример — молния или искра в свече зажигания автомобиля.

Коронный разряд:

- Условия: Возникает в сильно неоднородном электрическом поле при атмосферном давлении, например, вблизи острых краев или тонких проводов под высоким напряжением.

- Особенности: Это стационарный, относительно слабый разряд. Выглядит как слабое свечение (корона) вокруг электрода с малым радиусом кривизны. Ионизация происходит только в небольшой области вблизи этого электрода, где поле наиболее сильное. Остальная часть газового промежутка остается неионизированной. Сила тока в коронном разряде мала (от микроампер до миллиампер). Часто сопровождается тихим шипением и образованием озона. Примером могут служить "огни святого Эльма" на мачтах кораблей или потери энергии на линиях электропередач высокого напряжения.

Дуговой разряд:

- Условия: Может существовать при различных давлениях (от низких до сверхвысоких). Характеризуется очень большой плотностью тока и низкой разностью потенциалов между электродами.

- Особенности: Представляет собой мощный стационарный разряд. Выглядит как ослепительно яркий плазменный шнур между электродами. Температура в канале дуги достигает нескольких тысяч или десятков тысяч градусов. Сила тока очень велика (от единиц до тысяч ампер), а напряжение на дуге сравнительно невелико (десятки вольт). Основной механизм поддержания разряда — термоэлектронная эмиссия, то есть испускание электронов с раскаленного добела катода. Используется в электросварке, дуговых печах для плавки металлов и в мощных источниках света (дуговых лампах).

Ответ: Особенности разрядов: искровой — кратковременный, прерывистый, с высоким напряжением и ярким каналом (молния); коронный — тихий, стационарный, в неоднородном поле у острий, с малым током и слабым свечением; дуговой — мощный, стационарный, с огромным током, низким напряжением и очень высокой температурой, поддерживаемый за счет раскаленного катода (сварка).

12. Плазма — это четвертое (после твердого, жидкого и газообразного) агрегатное состояние вещества, представляющее собой частично или полностью ионизированный газ. Это означает, что плазма состоит из нейтральных атомов (или молекул), а также большого количества заряженных частиц — ионов (атомов, потерявших один или несколько электронов) и свободных электронов.

Ключевые свойства плазмы:

1. Квазинейтральность: В объеме плазмы суммарный отрицательный заряд электронов практически равен суммарному положительному заряду ионов. Поэтому в макроскопических масштабах плазма является электрически нейтральной, несмотря на наличие свободных зарядов.

2. Электропроводность: В отличие от обычного газа, плазма хорошо проводит электрический ток из-за наличия свободных носителей заряда.

3. Взаимодействие с магнитными полями: Поскольку плазма состоит из движущихся заряженных частиц, она сильно взаимодействует с магнитными полями и может управляться ими. Это свойство используется, например, для удержания высокотемпературной плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза (токамаках).

4. Коллективное поведение: Частицы в плазме взаимодействуют друг с другом посредством дальнодействующих электромагнитных сил. Это приводит к тому, что плазма может проявлять коллективные эффекты, такие как плазменные колебания и волны, которые не наблюдаются в обычных газах.

Плазма является самым распространенным состоянием вещества во Вселенной. Из нее состоят звезды (включая наше Солнце), туманности, межзвездная среда. На Земле в естественных условиях плазма встречается в виде молний, полярных сияний, в верхних слоях атмосферы (ионосфере). В технике плазму используют в газоразрядных лампах (неоновые вывески, люминесцентные лампы), плазменных телевизорах, при сварке и резке металлов, в ионных двигателях и в исследованиях по термоядерному синтезу.

Ответ: Плазма — это ионизированный газ, состоящий из смеси нейтральных атомов, положительных ионов и свободных электронов. Она является четвертым состоянием вещества, обладает электропроводностью, сильно взаимодействует с магнитными полями и в целом электрически нейтральна. Из плазмы состоят звезды, а на Земле она встречается в молниях и создается в технике (сварка, газоразрядные лампы).