Электродвижущая сила

Для того чтобы ток был постоянным надо поддерживать постоянную . Для этого необходим источник тока, который перемещал бы заряды в направлении

противоположном направлению сил электростатического поля.

Ток кратковременный пока

есть разность потенциалов .

Сторонние силы - это любые силы, действующие на заряженные частицы, кроме Кулоновских.

Природа сторонних сил

магнитная химическая

(генератор) (батарейка)

Источники тока.

химические термические механические

Батарейка

ЭДС- - физическая величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда в замкнутой цепи.

Работа сторонних сил зависит от формы траектории, т.к. не потенциальные силы.

Закон Ома для полной цепи

Из закона сохранения энергии имеем:

- баланс мощностей.

Сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС цепи к её полному сопротивлению.

Работа, мощность, количество теплоты

- закон Джоуля - Ленца.

; .

Электронная проводимость металлов

Проводимость металлов обусловлена наличием свободных электронов. Электроны под влиянием постоянной силы, действующей на них со стороны электрического поля, приобретают определённую скорость упорядоченного движения. Скорость постоянна т.к. на электрон действует сила сопротивления со стороны ионов кристаллической решётки. Движение электронов в металле подчиняется законам квантовой механики.

Электрический ток в жидкостях.

Жидкости бывают проводники, изоляторы и полупроводники.

Жидкостная проводимость.

электронная проводимость ионная проводимость

ртуть, расплавы металлов. Электролиты

Электролитическая диссоциация – распад молекул вещества на ионы под действием растворителя.

Рекомбинация- процесс объединения ионов разных знаков в нейтральные молекулы.

При неизменных условиях в растворе устанавливается динамическое равновесие .

Ионная проводимость.

Заряд переносится ионами.

Электролиз – процесс выделения вещества на электродах при окислительно-восстановительных реакциях.

Закон электролиза (Фарадея)

- электрохимический эквивалент; .

Масса вещества выделившегося на электродах за время , при прохождении электрического тока, пропорциональна силе тока и времени.

Постоянная Фарадея.

Определение заряда электрона.

В 1874 г. таким путём было впервые получено значение элементарного электрического заряда.

Использование электролиза.

• получение чистой меди.

• никелирование, хромирование и т.д.

• гальванопластика- получение металлических копий с рельефных изображений.

Электрический ток в газах

газ

проводник изолятор

есть ток!

Газовый разряд - процесс протекания тока через газ.

Под действием ионизатора газ становится проводником. Ионизаторы: пламя, ультрафиолет, рентген, радиоактивность.

Ионизация газа - это процесс его распада на положительно заряженные ионы и электроны; электроны могут присоединяться к нейтральным атомам, образуя отрицательные ионы.

рекомбинация ионизация

Несамостоятельный разряд.

Под действием ионизатора в газе за определённое время

образуется конечное число пар электронов и ионов.

Если разность потенциалов мала, то не все электроны и

ионы достигают электродов. При увеличении до ток

достигает насыщения, т.е. все электроны и ионы достигают

электродов.

Для несамостоятельного разряда обязательно нужен ионизатор.

Самостоятельный разряд.

Продолжим увеличивать на электродах. Начиная с некоторого значения , ток опять начинает расти. Значит, в газе появляются дополнительные ионы сверх тех, что образуются из-за действия ионизатора. Ток растёт. Число ионов таково, что ионизатор не нужен.

Причины роста тока при увеличении .

Если , то происходит ионизация атома. При этом образуется ещё один электрон и ион. Два электрона опять разгоняются полем, ионизируя атомы и т.д. Этот процесс называется ионизацией электронным ударом. Для поддержания разряда необходима эмиссия электронов с катода. Положительные ионы приобретают большую энергию и при ударе о катод они выбивают из него электроны.

Термоэлектронная эмиссия – процесс испускания электронов катодом при нагревании.

Виды самостоятельного разряда.

1. Тлеющий разряд. Происходит при низком давлении и напряжении порядка 100 В.

При тлеющем разряде вся трубка заполнена однородным свечением, называемым положительным столбом.

2. Электрическая дуга

Из-за большого сопротивления воздуха, выделяется огромное количество теплоты. Электрическая дуга основана на термоэлектронной эмиссии. 1802 г. Петров. Использование дуговые печи, сварка и резка металлов, прожекторы.

3. Коронный разряд

При атмосферном давлении в близи заострённых участков проводника, несущего большой электрический заряд, наблюдается разряд, светящаяся область которого напоминает корону. При коронном разряде ионизация электронным ударом происходит лишь вблизи одного из электродов в области с высокой напряжённостью электрического поля.

4. Искровой разряд. Молния.

Молния возникает между облаком и землёй. Чаще всего облако «-» земля «+». Облако приобретает заряд из-за трения о воздух. Изменения давления в плазменном канале при увеличении силы тока и прекращении разряда вызывают звуковые явления – гром.