64. Электрический ток в жидкостях

Проводимость растворов и расплавов зависит от концентрации ионов, их перемещения или подвижности , Z ионов и их t°, электропроводность растворов выражается в виде 2-х видов проводимости: удельной и эквивалентной.

Удельная – проводимость 1 м³ раствора. По аналогии с металлами закон Ома для растворов:

j = , где q – заряд, n – концентрация ионов, мю – подвижности «+» и «-« ионов.

Эквивалентная – проводимость раствора, содержащего 1 моль эквивалентного вещества, находящегося между 2-мя // электродами, расстояние между которыми – 1 см. эквивалентная проводимость связана с удельной соотношением:

, где С – молярная концентрация вещества.

В разбавленных растворах электролитов проводимость с концентрации, достигает max, затем .

Удельная проводимость связана с концентрацией соотношением:

= f где f – коэффициент, зависящий от сил межионного взаимодействия; - степень диссоциации.

Удельная проводимость связана с t°:

β - t°-ый коэффициент проводимости, т. е. с t° линейно .

65. Электрический ток в газах

Прохождение тока через газ – газовый заряд. Прохождение тока сопровождается ионизацией газа, а сильно ионизированный газ – плазма.

Различают 2 вида заряда: самостоятельный и несамостоятельный.

Несамостоятельный возникает, когда газ ионизируется под действием внешнего источника ионизатора.

Р азряд, который существует после прекращения действия ионизатора – самостоятельный.

I E

D

I_нас B C

A

О

U

Рассмотрим ионизацию газа между 2-мя электродами. Под действием ионизации газ приобретает некоторую проводимость и между электродами течет ток. На участке ОА соблюдается закон Ома, затем рост тока замедляется (АВ) и прекращается (ВС). Это значит, что число ионов, создающихся ионизатором = числу ионов , достигающих электродов. Ток на ВС – ток насыщения и его величина зависит от мощности ионизатора.

При дальнейшем увеличении U между электродами первичные е^-, создающиеся ионизатором ускоряются полем и начинают ионизировать молекулы газа, образуя вторичные электроны и ионы. Количество их растет лавинообразно. Этот процесс называется ударной ионизацией (CD). При дальнейшем увеличении U ионы под действием поля также приобретают энергию, необходимую для ионизации молекул , то порождает ионные лавины. Ток растет почти без увеличения напряжения (DE).

Лавинообразное увеличение ионов приведет к тому, что разряд становится самостоятельным, т.е. действие ионизатора не требуется.

66. Напряжение пробоя. Виды самостоятельного разряда в газах.

Разряд, который существует после прекращения действия ионизатора – самостоятельный.

Напряжение, при котором происходит лавинообразное размещение ионов – напряжение пробоя. Различают 4 основных типа самостоятельных зарядов:

1. Коронный (возникает при высоких Р газа вблизи поверхности электродов с большой кривизной).

2. Тлеющий (возникает при низких Р газа, характеризуется большим напряжением и маленьким током).

3. Искровой разряд (возникает при высоких Р и больших напряжениях).

4. Дуговой (возникает после зажигания искрового при малом расстоянии между е^-; без искры, если электроды привести в сопряжение, а затем развести.

67. Энергетические уровни материалов.

В полупроводниках степень связанности электронов невелика, и они легко покидают атомы при таких воздействиях как нагревание, облучение и т.д. При объединении атомов в кристаллические решетки валентные электроны образуют систему. Энергетически возможные состояния электронов образуют разрешенный зоны, которые отделены друг от друга запрещенными, т.е. такими в которых энергетические состояния электронов при данных условиях невозможны.

Согласно принципу запрета Паули, каждое возможное состояние либо вакантно, либо занимается 1 электроном. Исходя из этого в материалах возможны три основных случая:

1. горизонтальные линии – разрешенные состояния; отсутствие линий – запрещенное состояние; линии с точками – заполненное состояние; линии без точек – пустые состояния.

2. В верхней зоне запрещенная часть уровней; при обычных t° нижняя часть. Электроны могут свободно переходить на незанятые уровни. Это энергетическая структура металла. Частично заполненная верхняя зона у металла может образовываться в двух случаях: число электронов в зоне <, чем число уровней; число электронов равно числу уровней, но в этих металлах верхняя граница запрещенной зоны выше, чем нижняя граница следующей зоны, т.е. зоны частично перекрываются.

3. Картина та же, что и в 1-м случае, только ширина запрещенной зоны сравнима с тепловой Е kT. В этом случае некоторое количество электронов из заполненной зоны может переходить на незаполненные уровни. Это структура полупроводника. Верхнюю заполненную зону называют валентной, а зону с пустыми состояниями – зоной проводимости.