Математический вид
Законы Фарадея можно записать в виде следующей формулы:
где:
m — масса осаждённого на электроде вещества в граммах
Q — полный электрический заряд, прошедший через вещество
F = 96 485,3383(83) Кл·моль−1 — постоянная Фарадея
M — молярная масса вещества
z — валентное число ионов вещества (число электронов на один ион).
Заметим, что M/z — это эквивалентная масса осаждённого вещества.
Для первого закона Фарадея M, F и z являются константами, так что чем больше величина Q, тем больше будет величина m.
Для второго закона Фарадея Q, F и z являются константами, так что чем больше величина M/z (эквивалентная масса), тем больше будет величина m.
В
простейшем случае
постоянного тока электролиза
приводит
к:
и тогда
где:
n — выделенное количество вещества («количество молей»): n = m/M
t — время действия постоянного тока.
В
более сложном случае переменного
электрического тока полный заряд Q тока I(
)
суммируется за время
:
Здесь t — полное время электролиза. Обратите внимание, что тау используется в качестве переменной, ток I является функцией от тау.
34
Самостійна електропровідність у газах: у поле прискорення, ударяються об катод і в результаті процесу ударної іонізації отщепляют від атомів металу електрони. Останні відштовхуються катодом у зворотному напрямку й на своєму шляху через газ створюють при зіткненнях з його молекулами нові позитивні іони. По суті проблемою є механізм виникнення зазначеного розподілу поля в результаті виникнення позитивних просторових зарядів. Механізм утворення останніх різний для випадків тліючого й твердого розряду в газі. Однак завжди область найбільшої напруженості поля лежить безпосередньо в катода. У цій області електрони (катодні промені) і позитивні іони (какаловыелучи) одержують свою швидкість, спрямовану перпендикулярно до поверхні катода. На подальших ділянках шляху провідності слабке електричне поле не може помітним образом змінити ні величини ні напрямку швидкості електронів. Тому положення анода не робить ніякого впливу на траєкторію катодних часток. Величина й форма позитивного стовпа мають зовсім другорядне значення. Анод А може міститися в якому-небудь бічному відростку трубки, аби тільки він не був розташований занадто близько до катода- Якщо не вистачає місця для першого темного простору, те самостійний розряд взагалі не виникає: темний простір, найважливіший частина шляху розряду, не може бути усунуто. У лівому відростку трубки перебуває простий пристрій для виявлення заряду катодних променів. Самостійний тліючий і "твердий" розряд у газах: Він одержував їх за допомогою дуже маленького напруженого катода в газі при низькому тиску. Видимий слел катодних променів має при цьому вид гонкою, яскраво світної нитки. Розряд на вістрях виникає в неоднорідному електричному полі в області більших значень напруженості цього поля. Напруга дорівнює приблизно 2000 в. У цій області має місце інтенсивна ударна іонізація. Електрони завжди йдуть із її швидше, ніж іони. Внаслідок цього світний пензлик завжди має надлишок позитивних зарядів, тобто є областю позитивного просторового заряду. При спостереженні в мікроскоп у гострого катода можна розрізнити всі деталі типового тліючого розряду. Носії того ж знака, що й вістря, витягаються зі світного пензлика в темну головну частину шляху струму. При цьому внаслідок внутрішнього тертя вони захоплюють із особливої молекули повітря. Саме собою зрозуміло, що явище електричного вітру аж ніяк не зв'язано винятково з розрядом на вістрях. У цьому випадку його тільки особливо легко спостерігати. Електричний вітер, тобто захоплення іонами, що рухаються, газу, виникає при найрізноманітніших формах самостійної й несамостійної провідності в газах. Потрібно тільки, щоб у відповідній ділянці шляху токи переміщалися в надлишку носії електрики якого-небудь одного знака. Інакше дії іонів, що переміщаються в протилежних напрямках, взаємно компенсуються.
35
Газовий розряд - сукупність процесів, що виникають при протіканні електричного струму через речовину, що знаходиться в газоподібному стані. Зазвичай перебіг струму стає можливим тільки після достатньої іонізації газу і утворення плазми. Іонізація відбувається за рахунок зіткнень електронів, що прискорився в електромагнітному полі, з атомами газу. При цьому виникає лавинне збільшення числа заряджених частинок, оскільки в процесі іонізації утворюються нові електрони, які теж після прискорення починають брати участь в зіткненнях з атомами, викликаючи їх іонізацію. Для виникнення і підтримки газового розряду потрібно існування електричного поля, так як плазма може існувати тільки якщо електрони набувають в зовнішньому полі енергію, достатню для іонізації атомів, і кількість освічених іонів перевищує число рекомбинировали іонів.
Якщо для існування газового розряду необхідна додаткова іонізація за рахунок зовнішніх джерел (наприклад, за допомогою іонізуючих випромінювань), то газовий розряд називається несамостійним (такі розряди використовуються в лічильниках Гейгера).
Для здійснення газового розряду застосовують як постійні в часі, так і змінні електричні поля.
