Горгадзе Наталья Геннадьевна Учитель физики, МОУ «Лицей 10» Пермь, 2007г.

Электрический ток в растворах и расплавах.Электрический ток в растворах и расплавах. Электрический ток в вакууме.Электрический ток в вакууме Электрический ток в газах. Электрический ток в полупроводниках.

Электролиты – вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток ( соли, кислоты, щелочи). Электролитической диссоциацией называется расщепление молекул электролита на положитель- ные и отрицательные ионы под действием раствори- теля. Степень диссоциации – отношение количества молекул, диссоциировавших на ионы, к общему количеству молекул данного вещества.

Н2ОН2О NaCl н2он2о + + Na - Cl Электролитическая диссоциация в растворе NaCl ClCu CuCl 2 2Cl -- CuCl 2 Cu 2+ + в растворе CuCl 2 электролиз Cu e - = Cu - катод 2Сl - - 2e = Cl 2 - анод катоданод

Электролиз – выделение на электродах веществ, входящих в состав электролита, при протекании через его раствор (или расплав) электрического тока. ( У.Никольсон и А. Карлейль, 1800г. Англия.) Закон электролиза – масса вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорцио-нальна силе тока и времени прохождения тока через электролит. ( М.Фарадей. 1883г. Англия) m = k I t где m - масса, выделившегося вещества; I - сила тока; t - время. K –электрохимический эквивалент данного вещества K = e 1 n где М – молярная масса вещества; n –концентрация ионов; е – заряд иона; N a – число Авогадро.

Гальваностегия – декоративное или антикоррозийное покрытие металлических изделий тонким слоем другого металла (хромирование, омеднение и т.д.) Гальванопла стика – электролитич еское изготовление металлическ их копий, рельефных предметов. Электроме таллургия – получение чистых металлов при электролизе расплавлен ных руд. Рафинирование металлов – очистка металлов от примесей с помощью электролиза. НАЗАД

Вакуум - пространство, в котором отсутствуют частицы вещества. Термоэлектронной эмиссией называется процесс вылета электронов с поверхности разогретого металла t0t0 + - При повышении температуры металла увеличивается кинетическая энергия теплового движения электронов. Некоторые из них могут оторваться от ядра атома и покинуть поверхность металла. Явление открыто Эдисоном в 1883 году.

Вакуумный диод – стеклянная лампа, во внутрь которой введены два электрода. катод анод катод анод Диод с катодом косвенного накала Диод с катодом прямого накала Катодом лампы служит проволока (нить) из тугоплавкого металла (вольфрам, молибден и пр.), накаливаемая электрическим током. Анод чаще всего имеет форму металлического цилиндра, окружающего накаливаемый катод.

Вольт-амперная характеристика вакуумного диода – графическое изображение зависимости силы тока от напряжения между электродами. V А Схема включения вакуумного диода в цепь. U3U3 - Запирающее напряжение, при котором I =0 I н - ток насыщения, т.е. все вылетевшие с катода электроны достигают анода. I U 0 U3U3 IнIн I0I0 I 0 - начальный ток при U =0 обусловлен хаотичным движением электронов. Ток, возникающий в результате термоэлектронной эмиссии называется термоэлектронным. I

Электронные лампы в радиосхемах для усиления электрических сигналов и переменных токов. Электронно-лучевые трубки в кинескопах НАЗАД

Процесс протекания электрического тока через газ называют газовым разрядом. При обычных условиях газы почти полностью состоят из нейтральных молекул или атомов, следовательно, являются диэлектриками. Ионизация – процесс распада молекул газа на положительные ионы и электроны под воздействием рентгеновского или теплового излучения. Электрометр заряжен. Тока нет. Электрометр разрядился. Произошёл газовый разряд.

Нейтральный атом газа + -е + +ион -е + + -ион + -е + Носители заряда -е электрон + +ион + -ион

I Вольт-амперная характеристика + - V A U IнIн IоIо 0 Под действием ионизатора в стеклянном баллоне с газом возникают заряженные частицы: электроны, + ионы и –ионы. При подаче напряжения на электроды возникает газовый разряд. С увеличением напряжения увеличивается ток и достигает насыщения. Если действие ионизатора прекратить, то прекратится и разряд.

При дальнейшем увеличении напряжения вдруг сила ток снова резко возрастает. Появляются новые носители заряда путем ионизации электронным ударом U I -e + + Ускоренный высоким напряжением электрон сталкивается на своём пути с нейтральным атомом и выбивает из него ещё электрон. Вследствие этого число электронов резко возрастает, возникает электронная лавина.

Плазменное состояние вещества - это частично или полностью ионизованный газ, характеризующийся практически одинаковой плотностью положительных и отрицательных зарядов. В состоянии плазмы находится большая часть вещества Вселенной. Плазму с температурой t C – горячей или высокотемпературной (она существует в недрах Солнца и других звезд).

В то время как горячая плазма стала предметом интенсивного изучения лишь во второй половине XX в., низкотемпературная плазма (в виде обычного огня) находится в центре внимания философов уже 2,5 тыс.лет. С тех пор на протяжении нескольких столетий она рассматривалась учеными в качестве одного из четырех элементов нашего мира. «Пламя, - писал Р.Бойль, - самое горячее тело, какое мы знаем, состоит из частиц, колеблющихся столь бурно, что они постоянно и быстро летают повсюду стаями и рассеивают или разрушают все горючие тела, какие они встречают на своем пути». Плазму и сейчас нередко называют четвертым состоянием вещества. В отличие от обычного (не ионизованного) газа между ее частицами существует значительное взаимодействие, обусловленное наличием у них электрических зарядов. Благодаря этому взаимодействию, характер движения частиц в плазме резко отличается от того, что свойствен нейтральным молекулам газа.

Полупроводниками называются вещества, удельное сопротивление которых зависит от определенных внешних условий: температуры или состава вещества. Это ряд элементов (Si, Ge, Se) или соединений (PbS, CdS). Т Si e e e e e e e e e e e e e e e e При низких t 0 п/п - диэлектрик. При нагревании появляются свободные носители заряда. «дырки» электроны

Собственная проводимость полупроводников обусловлена движением электронов и «дырок» Электронная проводимость Дырочная проводимость +

As Si e e e e e e e e e При добавлении к 4-х валентному элементу 5-и валентного (например, мышьяка) увеличивается число свободных электронов. При добавлении элемента с меньшей валентностью увеличивается число «дырок.» Si In e e e e e e e e + N - типа P - типа

NP V A U I Вольт-амперная характеристика п/п диода Контакт двух полупроводников разной проводимости называется P-N переход или полупроводниковый диод. Он обладает односторонней проводимостью и используется для выпрямления переменного тока. Обозначение п/п диода на схемах

Обобщенная таблица по теме «Электрический ток в разных средах». средыНазвание и опреде- ление процесса Свободные заряженные частицы Закон или формулы к процессу Вольт- амперная характери стика Принципи альная схема Примене ние Расплавы и растворы Вакуум Газы Полу- проводни ки