Электрический ток в электролитах

1. Электролиты – растворы оснований, кислот и солей.

Диссоциация – распад вещества на ионы при их растворении.

Рекомбинация – соединение ионов в молекулу исходного растворяемого вещества. При динамическом равновесии между диссоциацией и рекомбинацией доля распавшихся на ионы молекул растворенного вещества – степень диссоциации - остается постоянной.

2. Ток в электролитах – направленное движение положительных ионов к катоду и отрицательных ионов к аноду.

3. Электролиз – выделение на электродах (катоде и аноде) составных частей растворенного вещества при прохождении тока.

4. I Закон Фарадея: масса вещества, выделяющегося на электроде , где – электрохимический эквивалент вещества ( =m, при =1, t=1).

II Закон Фарадея: электрохимический эквивалент пропорционален химическому эквиваленту (отношение атомной массы вещества к его валентности )

, где F = 96500 – число Фарадея

Объединенный закон:

5. Закон Ома для электролитов: плотность тока равна , где – степень диссоциации, n – концентрация растворенного вещества, q – заряд иона, b₊ и b_- – подвижности положительных и отрицательных ионов, – напряженность ЭП.

6. Применения электролиза – гальванопластика, гальваностегия, рафинирование (очистка), электрометаллургия.

Электрический ток в вакууме

1. Термоэлектронная эмиссия – испускание нагретыми телами электронов. При этом электрон должен получить энергию, равную работе выхода электрона из вещества.

2. Установка для изучения тока в вакууме

– вакуумная трубка, – анод, – катод в виде спирали, по которой течет ток от батареи Б₂, вследствие чего спираль нагревается и из нее вылетают электроны. Батарея Б₁ создает между и напряжение (ЭП), Г – гальванометр для измерения тока.

3. Ток в вакууме – движение электронов, вылетающих из к под действием ЭП. При увеличении напряжения между и ток вначале растет, а затем перестает расти – ток насыщения (все электроны, вылетевшие из за единицу времени, успевают достичь за то же время, т.е. ток будет максимальным).

4. Явление термоэлектронной эмиссии используется в диодах для выпрямления переменного тока и в триодах для усиления слабых электромагнитных сигналов.

Электрический ток в полупроводниках

1. В обычных условиях электроны в атомах связаны с ядром и не могут свободно перемещаться. Их называют валентными электронами. Если, такие электроны приобретают дополнительную энергию (например, при нагревании или освещении светом), то они могут покинуть атом и стать свободными. Такие электроны называются электронами проводимости и под действием ЭП могут перемещаться направленно, т.е. образуют ток. Такая проводимость называется электронной. Одновременно, в атоме, который покинул электрон, появляется вакантное место с избыточным положительным зарядом, его называют «дыркой». Если «дырку» займет какой-нибудь электрон, то «дырка» исчезнет, но появится новая «дырка» на месте, откуда перешел электрон на предыдущую «дырку». Таким образом, «дырка» тоже движется, но в сторону, противоположную движению электрона. Проводимость, обусловленная движением «дырок», называется дырочной.

Итак, ток в полупроводниках это направленное движение электронов проводимости и «дырок».

2. В чистом полупроводнике концентрация электронов проводимости и «дырок» одинакова. Проводимость таких полупроводников называется собственной.

3. Если в чистый полупроводник ввести примеси, то в зависимости от природы примеси появляются дополнительно либо электроны проводимости, либо «дырки», т.е. их концентрации не будут одинаковыми. Проводимость таких полупроводников называется примесной.

4. У полупроводников n-типа преобладает электронная проводимость, а полупроводников -типа преобладает дырочная проводимость.

5. Если образование электронов проводимости (и соответственно «дырок») происходит под действием света (фотопроводимость), то необходимым условием будет: , где - частота света, W - энергетическая ширина запрещенной зоны, h – постоянная Планка.

- № 97, 419, 506