Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Гродненский государственный университет им. Я. Купалы

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

редактированные / Elektrichestvo.doc

Скачиваний:

Добавлен:

19.02.2016

Размер:

764.93 Кб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

Электрический заряд и его свойства. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Электростатическая теорема Гаусса.

Древнегреческий ученый Фалес заметил, что янтарь при натирании его шерстью приобретает свойство притягивать к себе различные легкие тела. По-гречески янтарь – электрон, отсюда и название – «электричество». Позже было выяснено, что таким свойством обладают и другие тела. Про тело, которое после натирания притягивает к себе другие тела, говорят, что ему сообщен электрический заряд. .Два вида электрических зарядов, условно называют положительные и отрицательные. Наэлектризованные тела взаимодействуют. Тела, которые имеют заряды одинакового знака отталкиваются, а противоположного – притягиваются.

Эл. заряд – это свойство физических тел принимать участие в электрических взаимодействиях. Св-ва: 1). Дискретность – электрический заряд не может не может изменяться непрерывно, а только квантами (порциями). Любой заряд можно записать ,. Наименьший квант – e – элементарный электрический заряд.

2). Закон сохранения: алгебраическая сумма электрических зарядов всех тел замкнутой системы остается неизменной при любых взаимодействиях между телами этой системы. 3). Модуль заряда электрона равен модулю заряда протона. .

4).Инвариантность электрического заряда относительно преобразований Лоренца.

В 1785 опытным путем Кулон установил количественный закон взаимодействия точечных зарядов. Из опытов следовало, что ,.Закон Кулона: сила взаимодействияF между двумя точечными зарядами находящимися в вакууме прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Силы взаимодействия зарядов равны и направлены в противоположные стороны по прямой, соединяющей эти заряды. Закон выражается формулой:

Где к₀=1в СГСЭ, к₀=9*10⁹в(СИ)

Область применения: 10^-17<r<10⁷(м

Напряженность – основная характеристика электр поля Напряженность эл поля – силовая векторная характеристика, которая равна отношению силы действующей на точечный эл заряд к величине этого заряда.[E]=1 В/м Для наглядного представления используют силовые линии:1)модуль напряженности ~ плотности силов линий 2)направление напряженности должно совпадать с косательной к силовой линии.(рис силов линий из положит выход, в отрицател входят) ,,.

Теорема Гаусса позволяет найти поток вектора напряженности эл поля в вакууме через любую замкнутую поверхность, внутри которой находятся эл заряды. Теорема Гаусса: поток вектора напряженности эл поля в вакууме через любую замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов, которые находятся внутри этой поверхности.Ф()

интегральн форма divE=4πk₀ρ диф форм

Потенциальный характер электростатического поля. Разность потенциалов. Уравнение Пуассона Работа по переносу заряда в эл поле из точки1 в точку2 равна: ,,,,,. Работа сил эл поля по перемещению эл заряда не зависит олт траектории перемещения, а определяется начальной и конечной точками перемещения. Введем характеристику двух точек поля:,,- определяет разность потенциалов. Разность потенциалов между двумя точками эл поля – это отношение работы сил поля по перемещению точечного заряда из одной точки в другую к величине этого заряда. Это энергетич хар поля. Любое поле можно записать с помощью его силовой характеристики – вектора напряженности Е и с помощью энергетической – скалярной величины потенциала. Потенциал - отношение работы сил поля по перемещению точечного заряд из данной точки в бесконечн к величине этого заряда. =к₀q/r, ₁-₂=U₁₂разность потенциал. Связь Е и  . Значит Е направлена в сторону наибольшего убывания величины потенциала.,,, отсюда- это ур-ние Пуассона, оно позволяет находить потенциал в любой точке пространства.

Электростатическая индукция. Поле при наличии проводников. Электрическая емкость. Конденсаторы.

В нейтральных проводниках всегда существуют заряды (полож. и отриц.), которые взаимокомпенсируются. Если нейтральный проводник внести во внешнее эл. поле, то под действием эл. сил свободные электроны начнут двигаться в направлении, противоположном направлению Е.  на концах проводника возникнут заряды противоположных знаков. Явление возникновения зарядов в незаряженном проводнике под действием эл. поля наз. электростатической индукцией. Напряженность поля внутри проводника Е=0, когда свободные заряды скомпенсированы. Своб. заряды в проводнике распределены так, чтобы создать поле, которое будет компенсировать внешнее поле в любой точке проводника. , в состоянии равновесия. Рассмотрим поверхностный слой проводника: пусть вдоль его поверхности распределен заряд с плотностьюσ,,,- напряженность поверхностного слоя прямо пропорциональна поверхностной плотности заряда. Из опыта известно, что если различным проводникам сообщить одинаковые заряды, то их потенциалы будут различными. проводники различаются друг от друга физическим свойством, которое характеризуют величиной, которая наз. электроемкостью. Сообщим обособленному проводнику порцию заряда . Этот заряд должен распределиться по всей поверхности проводника с различной поверхностной плотностью так, чтобы выполнялось условие равновесия зарядов., при увеличении заряда в несколько раз, во столько же раз увеличивается Е и соответственно работа А, которую надо выполнить, чтобы перенести положительный заряд из бесконечности на поверхность проводника, а значит во столько же раз увеличится и потенциал. Значит потенциал одиночного проводника пропорционален его заряду Q: ,- электроемкость одиночного проводника - она численно равна эл заряду, который повышает его потенциал на единицу. 1Фарад =1(Кл / В). Конденсатор – система из двух проводников, которые расположены близко один к другому и имеют такую форму, что поле, созданное накопленными на них зарядами, равными по величине и противоположными по знаку, расположено в ограниченной области пространства между ними. В зависимости от формы обкладок конденсаторы бывают различных видов: плоские, цилиндрические и сферические. Емкость конденсатора,- напряжение между обкладками конденсатора

16. Поляризация диэлектриков. Поляризованность. Поле при наличии диэлектриков. Вектор электрического смещения. Энергия системы точечных зарядов и системы заряженных проводников. Объемная плотность энергии электрического поля.

Диэлектриками наз. вещества, которые не проводят эл. ток. В диэлектриках связанные эл. заряды. Процесс смещения связанных эл. зарядов под действием внешнего эл. поля наз-ся поляризацией диэлектрика  на поверхности проводника появляются поляризационные заряды. Все диэлектрики можно разделить на две группы: неполярные (которые состоят из неполярных молекул, которые не имеют собственного дипольного момента) и полярные. Под действием внешнего эл поля положительные и отрицательные заряды смещаются и центры положительных и отрицательных зарядов уже не совпадают. Молекула или атом становятся диполем, ось которого направлена вдоль линии поля. Степень поляризации неполярных диэлектриков зависит от их свойств и направления поля. Независимо от типа молекул диэлектрики под воздействием сил поля приобретают дипольный момент, это значит поляризуются. Количественной характеристикой поляризации может служить дипольный момент единицы объема диэлектрика, который называется поляризованностью диэлектрика и обозначается. Когда[1кл/м²] имеет одно и то же значение по всему диэлектрику, то поляризация называется однородной. При однородной поляризации поляризованность равна векторной сумме дипольных моментов, которые находятся в единице объема диэлектрика: , где- дипольный момент одной молекулы,V- объем диэлектрика. Рассмотрим поле заряда и наличие диэлектрика в этом поле.,(каппа) – диэлектрическая восприимчивость диэлектрика. Когда χ-const(не зависит от Е),то между Ри Е линейная зависим,такие диэлектрик линейные в противном случае не линейные. Когда не зависит от направления Е , такие диэлектр изотропные. Когдазависит от направления Е (тензор) то анизотропные.

Применим теорему Гаусса:

, где связанный эл заряд внутри поверхности,q- свободный эл заряд, кот находится внутри поверхности, ,, обозначим- вектор электрического смещения.

(для диэлектрика). ,- источниками вектораD являются только свободные заряды, - относительная диэлектрическая проницаемость..Эннергия системы точечных зарядов:Пусть есть 2 точечные Эл заряды( q_1,,q₂)

Работа по перемещению заряд А_1∞=q₁₁,A_2∞=q₂_2,, тогда энергия W₁₂= q₂₂= q₁₁=1/2(q₁+ q₂₂) описывает энергию взаимод и не учитывает собственную энергию.

Рассмотрим систему заряженных проводников. Пусть в пространстве распределен заряд объемной плотностью ρ. dq= ρdv

W=1/2(q₁-q ₂)=1/2q(₁-₂)=1/2*qU=CU²/2=q²/2C –энергия заряженного конденсатора. Энергия плоского конденсатора определяется по формуле . Если в эту формулу подставить значение емкости плоского конденсатора, то мы получим. Поле конденсатора однородное и, где- объем, в котором локализовано поле. энергия однородного электростатического поля пропорциональна объему, в котором это поле сконцентрировано. В однородном поле энергия распределена равномерно по всему объему  можно найти энергию единицы объема, это значит плотность энергии поля.  . Если поле неоднородное, то его можно разбить на элементарные объемы, в границах которых поле может считаться однородным, и при определении плотности энергии пользоваться той же формулой . Энергию неоднородного поля можно определить по формуле.

17. Электрический ток и его основные характеристики. Законы Ома и Джоуля-Ленца (дифференциальная и интегральная формы). ПравилаКирхгофа.

На частицу, заряд которой Q, в электрическом поле напряженностью Е действует сила . Если частица свободна, то под действием этой силы она приобретает направленное движение. В разных веществах носителями заряда являются различные частицы(электроны, ионы, дырки). Электрический ток – это направленное движение носителей заряда в вакууме или веществе. За направление тока принято считать направление движения положительно заряженных частиц. Количественная характеристика – сила тока. Сила тока не изменяется с течением времени – постоянный ток. Сила тока численно равна заряду, который проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. За промежуток временичерез поперечное сечение проходит заряд, то мгновенное значение силы тока. Величина тока определяется формулой, гдеQ- заряд, который проходит через поперечное сечение проводника за время t. Изм в (А). Электрический ток может быть распределен по сечении проводника неравномерно, поэтому используют другую количественную характеристику – плотность тока (векторная величина). Изм в (А/м²). Если площадка размещена так, что ее нормаль образует сугол, тои. Отсюда, где- проекция векторана нормальn к площадке . Полный ток в проводнике, где интегрирование проводится по всей площади поверхностиS сечения проводника. 1-ое условие возникновения и существования эл тока явл наличие в веществе свободных носителей зарядов. Св носители зарядов в проводнике находятся в непрерывном тепловом движении, но существенного перемещения зарядов в каком-либо направлении при этом не происходит. Для возникновения направленного движения необходимо, чтобы действовала сила . 2-ое условие: наличие в проводнике эл поля с напряженностью Е. Немецкий физик Ом в 1827г экспериментально установил, что сила тока в проводнике пропорциональна напряжению на его концах. Коэффициент пропорциональности k зависит от размеров проводника, вещества, из которого он сделан, внешних условий (температура, механическое напряжения и др) и наз электрической проводимостью проводника. В практике часто используют величину обратную электрической проводимости, которая называется эл сопротивлением.- представляет собой закон Ома для участка цепи в интегральной форме. В СИ сопротивление изм (Ом). Из опытов Ом установил, что для цилиндрических проводников, гдеудельное сопротивление в-ва, из которого сделан проводник. Если сечение проводника изменяется, то выделим в проводнике участок длиной, ограниченный эквипотенциальными сечениямиис потенциаламии. При маломплощади сеченияиможно заменить их средним значением, тогда сопротивление участкабудет, а ток, учитывая, что,,, получим. Можно записать в векторной форме- закон Ома в дифференциальной форме. Если вдоль проводника сопротивление, на концах которого поддерживается постоянное напряжение, переносится зарядза время, то электрическим полем выполняется элементарная работа. Так как, то.

За конечный промежуток времени работа, которую называют работой тока.или.(Дж) . Мощность тока. (Вт). Прохождение тока в проводнике всегда сопровождается его нагреванием – столкновение электронов с ионами решетки. Так какA и Q измеряются в одних величинах, то можно записать , или- эта зависимость была экспериментально установлена в 1841 Джоулем и независимо от него Ленцем. Закон Джоуля-Ленца: количество теплоты, которая выделяется проводником с током, равна произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику.- удельная тепловая мощность тока пропорциональна квадратаj плотности – закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме. ,γ-удельная электро провадимаость,ρ-удельное сопративление Правила Кирхгофа . 1-ое правило: сумма токов, которые входят в узел, равна сумме токов, которые выходят из узла. 2-ое правило: в любом замкнутом контуре разветвленной цепи алгебраическая сумма ЭДС, которые действуют в этом контуре, равна сумме произведения токов в отдельных его частях и их сопротивлений.

18. Природа проводимости металлов и полупроводников, ее зависимость от температуры. Сверхпроводимость. электрические явления в контактах твердых проводников одинакового типа проводимости. Электронно-дырочный переход. Электронные полупроводниковые приборы.

Твердые тела в зависимости от их электропроводности можно разделить на две группы: проводники и диэлектрики. Все металлы явл проводниками. Характерная особенность проводников закл в том, что при температурах, близких к абсолютному нулю, они явл диэлектриками. По мере повышения температуры их удельное сопротивление быстро уменьшается. В отличие от металлов на электропроводность полупроводников большое воздействие оказывают различные внешние воздействия – механические нагрузки, излучение, электрическое и магн поле и др. первые опыты по определению природы носителей зарядов в металлах выполнил в 1901г немецкий физик Рике. Он хотел выяснить, участвуют ли ионы в переносе зарядов в металлах. Для этого в цепь постоянного тока включали три последовательно соединенные цилиндра из химически чистых алюминия и меди в последовательности Cu-Al-Cu. Ток проходил на протяжении целого года. Через каждый цилиндр прошел заряд 3,5*10⁶ Кл  масса цилиндров не изменилась и при рассмотрении под микроскопом проникновения одного металла в другой не наблюдалось. Лоренц предложил другой вариант опыта по выявлению природы носителей заряда в металлах – идея в том, что при внезапной остановке проводника, который движется, должен возникнуть эл ток, т.к. частицы после остановки проводника должны продолжать движение по инерции. Этот опыт осуществили Стюарт и Толмен в1916г – при резком торможении катушки в проводнике возникал ток, направление которого соответствовало движению отрицательных носителей заряда. Из опыта было установлено , гдедлина проводника,линейная скорость,сопротивление,заряд, который прошел после торможения катушки. Для проводника медиКл/кг, что близко к значениюКл/кг, которое было найдено в опытах по отклонению пучка электронов в эл и магн полях. Таким образом было доказано, что эл ток в металлах представляет собой упорядоченное движение электронов. В твердом состоянии металл явл кристаллом. Движение свободных электронов металле напоминает движение молекул идеального газа. В первом приближении электрон можно считать свободным. С точки зрения классической теории сопротивление металлов обусловлено столкновением электронов проводимости с ионами кристаллической решетки. Поэтому с повышением температуры сопротивление металлов должно увеличиваться. Зависимость сопротивления проводника от температуры характеризуется температурным коэффициентом сопротивления, гдеи- сопротивления проводника при температурахи 0С соответственно. При нагревании проводника его геометрические размеры изменяются незначительно, поэтому с учетом можем записать такую же линейную зависимость для удельного сопротивления проводника. Почти для всех чистых металловК^-1К^-1. Подставим и получим  удельное сопротивление металлов прямо пропорционально абсолютной температуре. При низких температурах наблюдается отклонение от этой зависимости. Однако есть металлы, у которых при охлаждении сопротивление сначала меняется постепенно, а при температуре, близкой к абсолютному нулю, резко падает. Это явление получило название сверхпроводимости (ртуть, олово, свинец ~5К). известно больше 20 чистых металлов и более 1000 химических соединений и сплавов. Чем больше высокая критическая температура проводника, тем больше возможностей для его практического применения. Полупроводники обязаны своим названием тому обстоятельству, что их электропроводность занимает промежуточное положение между металлами и изоляторами. В отличие от металлов, проводимость полупроводников с повышением температуры не уменьшается, а сильно возрастает по экспоненциальному закону , гдеи- коэффициенты, которые зависят от рода вещества. Большинство твердых тел – полупроводники. Собственной проводимостью наз проводимость очень чистых полупроводниковых материалов. Проводимость полупроводников, которая обусловлена наличием в них свободных электронов, наз электронной. Проводимость проводника можно значительно увеличить, если в чистое вещество добавить небольшое количество другого вещества (0,0001%). Примеси, которые легко отдают электроны, наз донорными

Электроны проводимости в металлах находятся в беспорядочном тепловом движении, но, как показывают опыты, при обычных температурах металл они не покидают. Это дает повод считать, что на поверхности металла на электроны действуют силы, которые направлены внутрь металла. Существование таких сил можно объяснить, если допустить, что электроны на поверхности металла создают отрицательно заряженный слой. Поверхностный слой ионов кристаллической решетки создает положительно заряженный слой. Таким образом, на границе металла с вакуумом возникает двойной слой электрических зарядов. Толщина этого слоя того же порядка, что и размеры атомов (10^-10м). Электрическое поле двойного слоя мешает электронам покидать металл. При выходе из металла электрон индуцирует положительный заряд, который притягивает электрон назад в металл. При выходе из металла электрон выполняет работу против электрических сил. Эта работа наз работой выхода (эВ). Для разных металлов ~ 1-6 эВ. Так как толщина слоя очень маленькая, то можно считать, что потенциал изменяется скачком. Потенциальная энергия свободного электрона внутри металла . Чтобы вырвать электрон из металла, необходимо выполнить работу. В 1797г итальянский ученый Вольта экспериментально установил, что при контакте двух различных металлов между ними возникает разность потенциалов (контактная разность). При контакте один металл заряжается положительно, а другой – отрицательно. Вольта установил, что металлы можно расположить таким образом, что каждый предыдущий металл при контакте со следующим металлом заряжается положительно Вольта установил два закона: 1). При контакте двух разных металлов между ними возникает контактная разность потенциалов, которая зависит от их химического состава и температуры. 2). Разность потенциалов между концами разомкнутого проводника, который состоит из нескольких последовательно соединенных металлических проводников, которые находятся при одинаковой температуре, не зависит от промежуточных проводников и равна контактной разности потенциалов крайних проводников. Рассмотрим контакт двух металлов 1и 2 с различными работами выхода А₁ и А₂, а температура проводников одинаковая. Из металла 2, где меньше работа выхода, в металл 1 будет переходить больше электронов, чем наоборот, покуда поле Е, которое возникает при этом, не приведет систему в равновесие. В итоге, металл 1 заряжается положительно, а металл 2 – отрицательно. В окружающем пространстве заряженные металлы создают электрическое поле. Если температуру в соединенных металлах Вольты сделать различной, то возникнет эл ток, который наз термоэлектрическим. Термоэлектрический эффект – явление обратимое. Если через спай двух металлов проходит эл ток, то в зависимости от направления тока происходит излучение или поглощение теплоты. Это явление открыл франц физик Пельцье. Эффект Томсона – в однородном проводнике, когда по нему проходит эл ток и он нагрет равномерно, происходит излучение или поглощение теплоты, которая прибавляется к Ленц-Джоулевской, или отнимается от нее. Полупроводниковые диоды и транзисторы. Электронно-дырочный переход явл основным элементом большинства полупроводниковых приборов. Чтобы получить качественный n-p-переход, в пластинку из чистого полупроводника вводят две примеси – донорную и акцепторную. Донорная примесь придает кристаллу электронную проводимость, а акцепторная – дырочную. Например, в пластинку кристалла германия или кремния вводят примеси мышьяка и индия и располагают их так, чтобы с одной стороны имелся излишек донорной примеси (мышьяка), а с другой – акцепторной (индия). В результате в одной половине пластинки возникает электронная проводимость, а в другой – акцепторная, а между ними – тонкий переходной слой, в котором обе примеси взаимокомпенсируются. Это и есть n-p-переход. Контактный слой между полупроводниками n и p-типов обедняется носителями зарядов и его удельное сопротивление возрастает. На границе между полупроводниками возникает двойной эл слой, эл поле которого содействует переходу неосновных носителей заряда через p-n-переход. При нормальной температуре запирающий слой непроницаемый (имеет очень большое сопротивление) для электронов в направлении np и дырок в направлении pn. Поэтому его называют запирающим слоем. Односторонняя проводимость p-n-перехода позволяет использовать полупроводниковые диоды в качестве выпрямителей переменного тока. Полупроводнеиковый триод (транзистор) представляет собой кристалл с двумя очень близко расположенными p-n-переходами. В монокристалле германия или кремния создается такое размещение донорных и акцепторных примесей, чтобы создавалась тонкая прослойка полупроводника n-типа между двумя слоями полупроводника p-типа, или наоборот. (Э,Б,К).

19. Электролитическая диссоциация. Проводимость электролитов. Электролиз. Электродные потенциалы. Химические источники тока.

Вещества, в которых при прохождении эл. тока происходят химические превращения, называются проводниками второго рода. Характерной особенностью таких проводников явл. ионный механизм их проводимости. Вещества с ионным механизмом проводимости наз. электролитами. К их числу относятся растворы солей, щелочей и кислот в воде и некоторых других жидкостях, а также расплавы солей, которые в твердом состоянии явл. ионными кристаллами. Электролитическая диссоциация – это распад вещества на ионы при его растворении. Не все вещества в растворах распадаются на ионы, поэтому не все растворы проводят электрический ток. Рассмотрим диссоциацию молекул в растворах на примере молекулы NaCl. Это полярная молекула, которая состоит из положительно заряженного иона натрия и отрицательно заряженного иона хлора. В водном растворе возле каждого из ионов молекулы размещаются полярные молекулы воды так, что к положительным ионам Na молекулы воды притягиваются своими отрицательными полюсами, а к ионам Cl – своими положительными полюсами.  кулоновская сила притяжения ионов натрия и хлора ослабевает. При таких условиях энергия теплового движения в растворе оказывается достаточной, чтобы отделить ионы друг от друга.  в растворе появляются свободные носители зарядов – ионы натрия и ионы хлора, окруженные полярными молекулами воды. В растворах распадаются на ионы не только ионные молекулы, но и некоторые полярные молекулы. Примером явл соляная кислота. Из-за хаотического теплового движения в растворах наблюдается и обратный процесс столкновения ионов и объединения их в нейтральные молекулы. Этот процесс наз. рекомбинацией. Процессы диссоциации и рекомбинации происходят одновременно. Если число молекул, которые диссоциируют за единицу времени, будет равно числу молекул., которые возникают в результате рекомбинации за то же время, возникает динамическое равновесие. Состоянию равновесия соответствует конкретная степень диссоциации, которую характеризуют коэффициентом диссоциации  - показывает, какая часть молекул растворенного вещества распалась на ионы (зависит от природы раствора, его концентрации и температуры). Если число молекул растворенного вещества, которые находятся в единице объема раствора, равно n, то из этого числа n молекул диссоциированы, а остальные - недиссоциированы. Число молекул, которые распадаются за 1с, пропорциональны числу недиссоциированных молекул:, где А-коэффициент ионизации. Число молекул, которые рекомбинируют за 1с, пропорционально как числу положительных, так и числу отрицательных ионов:, где В-коэффициент рекомбинации. В состоянии равновесия, откуда, где- константа равновесии или константа диссоциации. Ионы, которые образовались в растворе в результате диссоциации молекул, при отсутствии эл поля движутся хаотически, а эл ток при этом не возникает. При наличии эл поля на хаотическое движение ионов накладывается их упорядоченное движение. В растворе происходит направленный перенос зарядов, т.е. возникает эл ток. При движении в электролите ион чувствует силу сопротивления, которая пропорциональна его скорости. Силу трения, которая действует на положительный ион, равна, где- коэффициент трения положительного иона, который зависит от его геометрических размеров и свойств среды,скорость движения иона. Под действием электрической силы, где- заряд иона,напряженность поля, ион будет двигаться с ускорением, пока эта сила не уравновесится силой трения. , откуда. Аналогичную форму можно записать для скорости отрицательно заряженного иона. величины иопределяют скорости ионов при напряженности поля, равной 1В/м. Они наз подвижностями ионов. Если концентрации положительных и отрицательных ионови, тогда плотность тока. Заряды ионов можно выразить через их валентностьи элементарный заряд:,. Тогда. Если валентность ионов одинаковая, тои- закон Ома для электролитов в дифференциальной форме:, где удельная проводимость электролита.с повышением температуры уд проводимость электролитов возрастает. Если в электролит ввести твердые проводники (электроды), которые подсоединены к источнику тока, ионы начинают двигаться и возникает эл ток. Достигнув электродов, ионы нейтрализуются. Анионы передают свои избыточные электроны аноду, а катионы получают недостающие электроны от катода. При потере зарядов ионы превращаются в нейтральные атомы, которые не могут существовать без излишнего заряда, и поэтому вступают в химические реакции с растворителем или веществом электродов. возле электродов происходит образование новых веществ, которые отсутствовали в растворе. Процесс образования на электродах веществ при прохождении через электролит эл тока, наз электролизом. М.Фарадей обратил внимание на существование при электролизе вторичных реакций, что дало ему возможность в 1833г экспериментально открыть законы электролиза. 1). Масса вещества, которое выделяется при электролизе на электродах, прямо пропорциональна заряду, который проходит через электролит: , гдекоэффициент пропорциональности, который наз электрохимическим эквивалентом, он численно равен массе вещества, которое выделится на электроде, если через электролит прошел заряд 1 Кл. 2). Электрохимические эквиваленты всех веществ прямо пропорциональны их химическим эквивалентам:, гдепостоянная, одинаковая для всех веществ. Химический эквивалент, гдеатомная (молярная) масса ионов,их валеннтность.- постоянная Фарадея – равна заряду, который должен пройти через электролит, чтобы на электродах выделилась масса вещества, равная химическому эквиваленту. Опыты показывают, что при погружении металла в электролит, наблюдается их взаимная электризация и между ними возникает разность потенциалов. Таким образом, металл относительно электролита будет иметь конкретный потенциал, который наз электрохимическим потенциалом. К химическим источникам тока относятся гальванические элементы, аккумуляторы.

20. Опыты Эрстеда и Ампера. Сила Лоренца. Индукция магнитного поля. Магнитное поле движущегося заряда. Закон Био-Савара. Магнитные поля прямолинейного и кругового токов.

В 1820 Эрстед продемонстрировал, что проводник с током действует на магнитную стрелку. Ампер показал, что проводники взаимодействуют между собой. Эти опыты показали, что существует связь между магнитными и электр. полями. На каждый электрический заряд, помещенный в м.п. действует:,где-заряд,-скорость,- вектор магнитной индукции, [Тл],-общая сила, наз. силой Лоренца.Электрический заряд , который двигается действует на магнитную стрелку.