Электрический ток в электролитах
Электролиты относятся к проводникам второго рода. Электролиты вещества – растворы и расплавы которых в воде и других жидкостях проводят электрический ток. К ним относятся соли, кислоты, щелочи. Носителями заряда в электролитах являются ионы.
Молекулы электролита и растворители являются дипольными. Дипольную молекулу электролита окружают молекулы растворителя.
Молекулы растворителя разрывают молекулу электролита, в результате чего, образуется два иона, этот процесс называется электролитической диссоциацией.
В отсутствии электрического поля ионы движутся хаотично. Под действием электрического поля, катионы будут двигаться в направлении, совпадающем с направлением электрического поля (от + до -), а анионы будут двигаться противоположную сторону. Таким образом, электрический ток, в электролитах представляет собой встречное движение разноименно заряженных ионов.
Заряд иона можно выразить через его валентность.
q=ez
z- валентность иона
q- заряд иона общий
e- электрон= 1.6 * 10-19Кл.
Так как концентрация и заряд положительных и отрицательных ионов одинаковы можно записать
q+ n+ = q- n- = qn = lzn
j= lzn (V+ + V-)
Ионы, движутся, упорядочено под действием электрической силы F.
А препятствует движению ионов сила сопротивления со стороны жидкости, определяемая по закону Стокса.
При равномерном движении иона:
где,
-
вязкость жидкости;
-
радиус иона
-
скорость иона
- удельная
проводимость электролита (j)
- закон
Ома для электролитов
Зависимость сопротивления электролитов от температуры.
С увеличением температуры сопротивление электролитов уменьшается, т.к. уменьшается вязкость жидкости, увеличивается подвижность ионов и концентрация ионов.
Явление оседания на электродах продуктов распада раствора электролита при прохождении через него электрического тока называется электролизом.
1.5..Электрический ток в полупроводниках. Полупроводниковые приборы.
К полупроводникам относятся материалы проводимость, которых больше, чем у диэлектриков, но меньше, чем у проводников. К полупроводникам относят кремний (Si), фосфор(P), германий (Ge), индий (In), мышьяк (As).
Полупроводники имеют ряд особенностей:
Электрический ток в полупроводниках обусловлен как движением свободных электронов, так и движением связанных электронов, так называемых дырок. Поэтому различают электронную и дырочную проводимости. Место, покинутое электронами условно положительно заряжено – дырка. Полупроводники, имеющие преимущественно электронную проводимость, называются полупроводниками n-типа. Полупроводники, имеющие преимущественно дырочную проводимость , называются полупроводниками р-типа.
Проводимость полупроводников очень сильно зависит от температуры, эта зависимость в десятки раз больше, чем у металлов. С увеличением температуры проводимость полупроводников увеличивается, а сопротивление уменьшается, т.к. увеличивается количество пар носителей зарядов ē и дыр.
Проводимость полупроводников сильно зависит от примесей и называется примесной проводимостью. Проводимость чистых полупроводников совсем невелика, чтобы увеличить проводимость к чистому полупроводнику добавляют примесь.
Рисунок 44.
Примесь может увеличить во много раз либо число свободных электронов, либо дырок. В первом случае (рис.44(а)) примесь выполняет роль донора (отдает электроны) – проводимость n – типа, а во втором (рис.44(б)) – роль акцептора (отбирает электроны) – проводимость р – типа.