2. Внешний и внутренний фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта.

Явления вырывания электронов с поверхности металла называется внешним фотоэффектом. Внешний фотоэффект открыл в 1887 г. Генрих Герц. Он обнаружил, что если на отрицательный электрод искрового разрядника направить ультрафиолетовое излучение, то электрический разряд будет происходить при меньшем напряжении между электродами. Если облучать положительный электрод, то разряд происходит при том же напряжении, что и при отсутствии излучения. Под действием света незаряженная пластина может стать положительно заряженной. Эти опытные факты можно было объяснить только тем, что электроны под действием света покидают металл. Для полупроводников был обнаружен внутренний фотоэффект – под действием света электроны становятся свободными, увеличивая проводимость полупроводника, но вещества эти электроны не покидают.

Закономерности внешнего фотоэффекта были установлены на опытах А.Г.Столетовым в 1888- 1890 г.г.:

1. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов определяется частотой излучения (длиной волны) и не зависит от интенсивности излучения;

2. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта. т.е. наименьшая частота света ν_min ( наибольшая длина волны λ_max), при которой ещё возможен внешний фотоэффект, волны меньшей частоты ( большей длины волны) фотоэффекта уже не вызовут;

3. Число фотоэлектронов, вырываемых из катода за 1 с.(фототок насыщения) пропорционально интенсивности света;

4. Фотоэффект практически безынерционен.

3.Задача

а) Пар поступает на турбину при 177⁰ С. Температура окружающего воздуха 15⁰ С. Определить максимально возможный КПД турбины.

Дано: Т1= 1770С+273К = = 400 К Т2 =150С+273 К = =288 К ŋmax -?

Решение.

б) В идеальной тепловой машине за счет каждого килоджоуля теплоты, полученной от нагревателя, совершается работа 300 Дж. Определить КПД машины.

Дано: Q1 =1000 Дж A = 300 Дж ŋ -?

Решение.

Билет № 26

1. Трансформатор, его устройство и принцип работы. Передача электроэнергии.

Трансформатор преобразует переменный ток одного напряже­ния в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. Он состоит из замкнутого сердечника,, изготовленного из специальной листовой трансформаторной стали, на котором рас­полагаются две катушки (их называют обмотками) с разным числом витков из медной проволоки. Одна из обмоток, назы­ваемая первичной, подключается к источнику переменного напря­жения. Устройства, потребляющие электроэнергию, подключаются ко вторичной обмотке, их может быть несколько.

Если первичную обмотку подключить к источнику перемен­ного напряжения, а вторичную оставить разомкнутой (этот режим работы называют холостым ходом трансформатора), то в первич­ной обмотке появится слабый ток, создающий в сердечнике переменный магнитный поток. Этот поток наводит, в каждом витке обмоток одинаковую ЭДС, поэтому ЭДС индукции в каждой обмотке будет прямо пропорциональна числу витков в этой обмотке.

При разомкнутой вторичной обмотке напряжение на ее зажи­мах U₂ будет равно наводимой в ней ЭДС В первичной обмотке ЭДС по числовому значению мало отличается от подводимого к этой обмотке напряжения V\, практически их можно считать равными, поэтому

где К — коэффициент трансформации. Если вторичных обмоток несколько, то коэффициент трансформации для каждой из них рассчитывается аналогично.

Если во вторичную цепь трансформатора включить нагрузку, то во вторичной обмотке возникнет ток. Этот ток создает маг­нитный поток, который, согласно правилу Ленца, должен умень­шить изменение магнитного потока в сердечнике, что, в свою очередь, приведет к уменьшению ЭДС индукции в первичной обмотке. Но эта ЭДС равна напряжению, приложенному к первичной обмотке, поэтому ток в первичной обмотке должен возрасти, восстанавливая начальное изменение магнитного пото­ка. При этом увеличивается мощность, потребляемая трансформа­тором от сети.

При передаче электроэнергии от электростанции к потребителям, для уменьшения потерь энергии на нагревание проводов увеличивают напряжение, т.е. применяют повышающие трансформаторы.