Перша самостійна робота Електричний струм в різних середовищах

1. Електричний струм в електролітах.

2. Закони електролізу.

3. Застосування електролізу.

4. Не самостійний розряд у газі.

5. Самостійний розряд у газі.

6. Типи самостійних розрядів.

7. Плазма. Її використання.

2. Закони електролізу.

m=m_іон N_іон (1)

m–маса речовини, що виділяється на електроді.

m_іон – маса одного іона

m_іон=m_а= (2)

N_іон=

N_іон – кількість іонів, q–заряд який пройшов через електроліт

q_іон=

Na⁺ q_іон=е

Cu²⁺ q_іон=2e

Fe³⁺ q_іон=3e

N_іон= (3)

n–валентність, е–заряд одного електрона

( 3) (1)

(2)

(4)

К– електрохімічний еквівалент речовини залежить від виду речовини дається в таблицях.

(5)(4)

(6) – перший закон електролізу (Фарада).

Маса речовини, що виділяється на електроді прямо пропорційна заряду, який пройшов через електроліт.

(7)

З формули (7) випливає означення: електрохімічний еквівалент це фізична величина, яка чисельно дорівнює масі речовини, яка виділяється на електроді при заряді 1Кл.

[K]=

; q=It

(8)(6)

m=KIt

– хімічний еквівалент речовини

F=eN_A – стала Фарадея.

5. Самостійний розряд у газі.

Розряд у газі, який може відбуватись без допомоги стороннього іонізатора називається самостійним розрядом. Роль іонізатора при самостійному розряді виконує струм (проходження струму).

Механізми утворення вільних носіїв зарядів при самостійному розряді:

а) іонізація електронним ударом;

б) емісія електронів (вторинна електрона емісія);

в) термоелектронна емісія.

а) Іонізація електронним ударом полягає в тому, що вільні електрони рухаючись від катода до анода під дією сил поля набувають на довжині вільного пробігу такої великої кінетичної енергії, що під час зіткнень з молекулами газу вибивають з них електрони, тобто іонізують молекули.

= – умова при якій відбувається ударна іонізація

Е – напруженість електричного поля (пов’язана з напругою)

е – заряд електрона (стала величина)

А_і – робота іонізації молекули, тобто робота, яку потрібно затратити, щоб іонізувати молекулу.

в) Термоелектрона емісія

Для того щоб електрон вирвати з металу, йому потрібно надати енергію. Цю енергію можна надати електронам нагріваючи метал. Вилітання електронів з металу спричинене його нагріванням називається термоелектронною емісією. Для того щоб проходив електричний струм у газі потрібно нагрівати негативний електрод.

Електричний струм в різних середовищах

1. Електричний струм у вакуумі.

2. Двоелектродна лампа (діод).

3. Трьохелектродна лампа (тріод).

4. Електроно променева трубка.

1. Електричний струм у вакуумі.

Високий вакуум є ідеальним діелектриком. Для того щоб у вакуумі проходив струм потрібно нагрівати негативний електрод. Внаслідок термоелектронної емісії з негативного електрода вилітають електрони і летять під дією поля до позитивного електрода.

2. Двохелектродна лампа (діод).

Двох електродна лампа складається з скляного оболону з якого викачано повітря до високого вакууму, нитки розжарювання і двох електродів.

Якщо до катода під’єднати позитивний полюс батареї, а до анода негативний полюс батареї то внаслідок термоелектроної емісії (катод розігрівається ниткою розжарювання) з катода вилітають електрони і під дією поля повертаються назад. Катод заряджений позитивно і тому електрони притягуються до катода а анод заряджений негативно і тому негативні електрони відштовхуються від анода. Отже при такому приєднані батарея струм через діод проходити не буде.

Поміняємо полюси батареї

В наслідок термоелектроної емісії (катод розігрівається ниткою розжарювання) з катода вилітають електрони і під дією поля летять до анода. Катод заряджений негативно. І електрони від нього відштовхуються. А анод заряджений позитивно і електрони притягуються до нього. Отже, струм буде проходити через діод.

Основна властивість діода пропускати струм тільки в одному напрямку, а тому його використовують для перетворення змінного струму в постійний.