Chân không có dẫn điện không? Cách tạo dòng điện chân không

Chân không có dẫn điện không là câu hỏi được nhiều người quan tâm trong vật lý và kỹ thuật điện tử. Môi trường chân không xuất hiện trong nhiều ứng dụng từ thiết bị điện tử, thí nghiệm vật lý đến không gian vũ trụ, nhưng khả năng dẫn điện của nó phụ thuộc vào sự có mặt của các hạt tải điện. 

1. Môi trường chân không là gì?

1.1 Khái niệm môi trường chân không

Khái niệm về môi trường chân không

Môi trường chân không là trạng thái vật chất mà trong đó áp suất khí rất thấp, gần như không có phân tử không khí hay các hạt khí khác. Môi trường chân không là điều kiện lý tưởng để nghiên cứu các hiện tượng vật lý mà không bị tác động bởi môi trường xung quanh.

Trên thực tế, môi trường chân không tuyệt đối không tồn tại, thay vì đó chỉ có các loại chân không thấp, cao, trung bình và siêu cao được phân loại dựa trên áp suất khí quyển của chúng 

1.2 Áp suất trong môi trường chân không

Áp suất chân không là gì?

Áp suất trong môi trường chân không được xác định dựa trên mật độ phân tử khí còn lại. Môi trường chân không tuyệt đối có áp suất bằng 0 Pa hoặc 0 Torr, trong khi chân không tương đối có áp suất rất thấp so với áp suất khí quyển.

Thực tế không thể tạo ra áp suất chân không tuyệt đối vì vẫn luôn tồn tại một lượng nhỏ hạt vật chất trong môi trường chân không

1.3 Cách tạo ra môi trường chân không

Cách tạo môi trường chân không

Để tạo ra môi trường chân không, kỹ thuật viên thường sử dụng các loại máy bơm chân không như:

• Bơm hút chân không vòng dầu
• Bơm hút chân không vòng nước
• Bơm hút chân không khô
• Bơm hút chân không trục vít
• Bơm hút chân không tăng áp 

Máy bơm chân không có đa dạng các loại bơm từ công suất nhỏ tới lớn phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Tùy theo nhu cầu sử dụng để lựa chọn bơm có lưu lượng hút lớn, áp suất chân không phù hợp theo yêu cầu. 

2. Chân không có dẫn điện không?

2.1 Bản chất của dòng điện

Bản chất của dòng điện

Bản chất của dòng điện là sự di chuyển có hướng của các hạt tải điện như electron( trong kim loại hoặc bán dẫn), ion dương và âm (trong chất khí và điện phân). Chiều quy ước của dòng điện là chiều dịch chuyển của các hạt phân tử mang điện dương, ngược hướng với chiều dịch chuyển của hạt electron.  

Muốn có dòng điện bắt buộc phải có các hạt này di chuyển trong môi trường dẫn điện.

2.2 Chân không và hạt tải điện

Trong chân không, mật độ của hạt tải điện không phụ thuộc vào áp suất môi trường mà phụ thuộc vào nguồn cung cấp hạt như điện cực, bức xạ. Do đó, môi trường chân không không tự động dẫn điện, trừ khi có các hạt tải điện hiện diện.

2.3 Chi tiết về dẫn điện trong chân không

Dẫn điện trong chân không

• Chân không tuyệt đối: Không còn bất kỳ phân tử hay hạt tải điện nào, do đó hoàn toàn cách điện.
• Chân không tương đối: Vẫn còn một lượng nhỏ phân tử khí và electron tự do, có thể dẫn điện nếu được kích thích bằng điện trường hoặc bức xạ.
• Dòng điện trong chân không: Để tích điện cho tụ điện, ta phải cung cấp electron hoặc ion từ nguồn ngoài. Khi đó, dòng điện có thể chạy qua chân không nhờ các hạt này.

2.4 Cách tạo ra dòng điện trong chân không

Dòng điện trong chân không được tạo ra bằng cách:

• Tạo các hạt tải điện: Có thể sử dụng bằng ion hóa khí, hoặc bức xạ.
• Thiết lập điện trường: Kích thích các hạt di chuyển theo hướng mong muốn.
• Duy trì dòng điện: Cung cấp liên tục hạt tải điện và duy trì áp suất chân không phù hợp.

3. Một số câu hỏi liên quan khác

3.1 Môi trường chân không có trọng lực không?

Chân không không quyết định trọng lực. Trọng lực vẫn tồn tại trong môi trường chân không, ví dụ như trong không gian vũ trụ, nhưng tác động của nó không liên quan đến áp suất hay sự có mặt của khí.

3.2 Chân không dẫn điện hay cách điện?

Chân không tuyệt đối là cách điện. Chân không tương đối có thể dẫn điện nếu có hạt tải điện. Muốn có dòng điện trong chân không, bắt buộc phải có electron hoặc ion được cung cấp từ nguồn bên ngoài.

Chân không có dẫn điện không là còn phụ thuộc vào hạt tải điện. Trong chân không tuyệt đối là cách điện, còn chân không tương đối có thể dẫn điện nếu có electron hoặc ion. Muốn có dòng điện bắt buộc phải có hạt tải điện, và để tích điện cho tụ điện, ta phải cung cấp chúng từ nguồn ngoài.