20. Термістори.

У напівпровідниках електричний опір дуже сильно залежить від температури. Цю властивість використовують для вимі­рювання температури за силою струму в колі з напівпровідником. Такі прилади називають термісторами або терморезисторами.

Для виготовлення термісторів використовуються напівпровідникові матеріали з великим температурним коефіцієнтом опору. Зміна темпе­ратури термістора впливає на зміну сили струму в колі. З підвищенням температури термістора сила струму в колі зростає і, навпаки, з пони­женням температури — зменшується. Ця обставина дає можливість за­стосовувати термістори в різних схемах і створювати безліч автоматич­них пристроїв, здійснювати дистанційне вимірювання й регулювання температури. Діапазон вимірюваних температур більшості термісторів лежить у інтервалі від 170 до 570 К.

21. Фоторезистори.

Електрична провідність напівпровідників підви­щується не тільки в разі нагрівання, але й у разі освітлення. Це відбу­вається внаслідок розриву зв'язків і утворення вільних електронів і дірок за рахунок енергії світла, що потрапляє на напівпровідник. Це явище називається фотоефектом. Прилади, в яких використовують фотоефект у напівпровідниках, називаються фоторезисторами. Фоторезистори застосовуються в різних пристроях автоматики й телемеханіки, в пристроях для відтворення оптичного запису звуку й т. д. Вони дають можливість керувати на відстані виробничими процесами, автоматично виявляти порушення нормального ходу процесу й зупиня­ти його в цих випадках.

Якісні питання

1. Які речовини є електролітами? Чому електроліт загалом електронейтральний?

2. Що таке електролітична дисоціація?

3. Що являє собою електричний струм в електролітах?

4. Чим зумовлено електропровідність електролітів?

5. Якими діями супроводжується проходження струму через електроліти?

6. Чому під час проходження струму через розчин електроліту відбувається перенесення речовини, а під час проходження по металевому провіднику не відбувається?

7. Що називають електрохімічним еквівалентом речовини? Який його фізичний зміст?

8. Наведіть приклади застосування електролізу.

9. Яка природа струму в газах?

10. Наведіть приклади, що ілюструють відсутність провідності газу за звичайних умов.

11. У чому подібність і відмінність провідності газів й електролітів?

12. Чим відрізняється йонізація газу від електролітичної дисоціації?

13. Чому при менших густинах повітря електричний розряд відбу­вається за нижчих напруг?

14. Якщо балон неонової лампи потерти, то можна помітити, що лампа певний час світиться. Як пояснити це явище?

15. Від чого залежить сила струму насичення в газі — від прикла­деної напруги чи від дії йонізатора?

16. Чи виконується закон Ома для струму в газах?

17. У чому відмінність провідності газів при самостійному та неса­мостійному розрядах?

18. Які умови виконуються для того, щоб несамостійний розряд став самостійним?

19. Чи можна на підставі законів Фарадея зробити висновок, що для електролітичного виділення однакових кількостей речовини по­трібна витрата рівних кількостей енергії струму?

20. Чому під час дугового розряду для проходження струму через га­зовий проміжок не вимагається високої напруги?

21. У вогких приміщеннях із земляною або бетонною підлогою доз­воляється користуватися електричним струмом тільки низької на­пруги (не більше 36 В ). Чим це пояснюється?

22. Якого типу — електронна чи діркова — буде провідність герма­нію, якщо до нього додати в невеликих кількостях цинк?

Навчаємося розв'язувати задачі

1. Виразіть електрохімічний еквівалент речовини через масу й заряд іона цієї речовини.

Розв'язок. Маса т речовини, що виділилася на електроді, пов'язана з масою т₀ одного йона і числом іонів N, які досягли електрода, співвідношенням m = Nm₀. Заряд q, перенесений іонами, виразимо через кількість іонів N і заряд одного йона еп, де є — модуль заряду електрона, а п — число зайвих (або тих, що не вистачає) електронів в іона (його валентність). Таким чином, одержуємо q = Nen. Таким чином, електрохімічний еквівалент дорівнює

2. За якої сили струму проводився електроліз розчину CuS0₄, якщо за 25 хв на катоді виділилося 2 г міді? (Відповідь: 4 А.)

3. У процесі електролізу з водного розчину срібної солі виділилося 500 мг срібла. Який заряд пройшов через електролітичну ванну? (Відповідь: 450 Кл.)

4. Іонізуюче випромінювання щосекунди створює в 1 см³ газу в трубці n = 5*10⁹ пар однозарядних іонів. Яка сила струму насичення при несамостійному розряді, якщо об'єм трубки V= 600 см³?

Розв'язок. Сила струму І = Слід звернути увагу на те, що пара однозарядних іонів переносить з катода на анод один електрон

Підставивши числові дані, одержуємо: І = 480 нА.

2. Яку найменшу швидкість повинен мати електрон, щоб йонізувати атом Нітро­гену, якщо енергія йонізації Нітрогену дорівнює 14,5 еВ?

3. 

4. Якою має бути температура Т атомарного водню, щоб середня кінетична енергія поступального руху атомів була достатньою для йонізації шляхом зіткнень? Енергія йонізації атомарного водню дорівнює 13,6 еВ.

5. Знайдіть силу струму насичення між пластинами конденсатора, якщо під дією йонізатора в кожному кубічному сантиметрі простору між пластинами кон­денсатора кожної секунди утворюється 108 пар йонів, кожен з яких несе один елементарний заряд. Відстань між пластинами конденсатора дорівнює 1 см, площа кожної пластини становить 100 см².

6. У йонізаційній камері, відстань між плоскими електродами якої дорівнює 5 см, проходить струм насичення густиною 16 мкА/м2. Визначте, скільки пар йонів утворюється в кожному кубічному сантиметрі камери щосекунди.