Техническое применение электролиза
Электролиз находит широкое применение в технике.Электролиз используется для гальваностегии, гальванопластики, рафинирования меди, получения алюминия и др.
№9.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ
В обычных условиях газ - это диэлектрик, т.е. состоит из нейтральных атомов и молекул и не содержит свободных носителей эл.тока. Газ-проводник - это ионизированный газ. Ионизированный газ обладает электронно-ионной проводимостью.
Воздух является диэлектриком в линиях электропередач, в воздушных конденсаторах, в контактных выключателях.
Воздух является проводником при возникновении молнии, электрической искры, при возникновении сварочной дуги.
Ионизация газа
- это распад нейтральных атомов или молекул на положительные ионы и электроны путем отрыва электронов от атомов. Ионизация происходит при нагревании газа или воздействия излучений (УФ, рентген, радиоактивное) и объясняется распадом атомов и молекул при столкновениях на высоких скоростях.
Газовый разряд - это эл.ток в ионизированных газах. Носителями зарядов являются положительные ионы и электроны. Газовый разряд наблюдается в газоразрядных трубках (лампах) при воздействии электрического или магнитного поля.
Несамостоятельный газовый разряд - если действие ионизатора прекратить , то прекратится и разряд.
Когда разряд достигает насыщения - график становится горизонтальным. Здесь электропроводность газа вызвана лишь действием ионизатора.
Самостоятельный газовый разряд - в этом случае газовый разряд продолжается и после прекращения действия внешнего ионизатора за счет ионов и электронов, возникших в результате ударной ионизации ( = ионизации эл. удара); возникает при увеличении разности потенциалов между электродами ( возникает электронная лавина).
Плазма
- это четвертое агрегатное состояние вещества с высокой степенью ионизации за счет столкновения молекул на большой скорости при высокой температуре; встречается в природе: ионосфера - слабо ионизированная плазма, Солнце - полностью ионизированная плазма; искусственная плазма - в газоразрядных лампах.
Плазма бывает:
Низкотемпературная - при температурах меньше 100 000К; высокотемпературная - при температурах больше 100 000К.
Основные свойства плазмы: - высокая электропроводность - сильное взаимодействие с внешними электрическими и магнитными полями.
При
температуре
любое
вещество находится
в состоянии плазмы.
№10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ВАКУУМЕ.
- это такая степень разрежения газа, при которой соударений молекул практически нет;
- электрический ток невозможен, т.к. возможное количество ионизированных молекул не может обеспечить электропроводность;
- создать эл.ток в вакууме можно, если использовать источник заряженных частиц;
- действие источника заряженных частиц может быть основано на явлении термоэлектронной эмиссии.
Электронные пучки
- это поток быстро летящих электронов в электронных лампах и газоразрядных устройствах.
Свойства электронных пучков:
- отклоняются в электрических полях;
- отклоняются в магнитных полях под действием силы Лоренца;
- при торможении пучка, попадающего на вещество возникает рентгеновское излучение;
- вызывает свечение ( люминисценцию ) некоторых твердых и жидких тел ( люминофоров );
- нагревают вещество, попадая на него.
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), кинескоп — вакуумный прибор, преобразующий электрические сигналы в световые.
№11. Полупроводники.
Полупроводники́ — материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения.
Собственная проводимость
Полупроводники, в которых свободные электроны и «дырки» появляются в процессе ионизации атомов, из которых построен весь кристалл, называют полупроводниками с собственной проводимостью. В полупроводниках с собственной проводимостью концентрация свободных электронов равняется концентрации «дырок».
Проводимость связана с подвижностью частиц следующим соотношением:
Примесная проводимость
Для создания полупроводниковых приборов часто используют кристаллы с примесной проводимостью. Такие кристаллы изготавливаются с помощью внесения примесей с атомами трехвалентного или пятивалентного химического элемента.
№12.
электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n-Переход является основой для полупроводниковых диодов, триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой.
Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами (электродами). В отличие от других типов диодов, принцип действия полупроводникового диода основывается на явлении p-n-перехода.
№13.
Транзи́стор, полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов.
Управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.).
Полупроводниковые приборы, ППП — широкий класс электронных приборов, изготавливаемых из полупроводников.
К полупроводниковым приборам относятся:
Интегральные схемы (микросхемы)
Полупроводниковые диоды (в том числе варикапы, стабилитроны, диоды Шоттки),
Тиристоры, фототиристоры,
Транзисторы,
Приборы с зарядовой связью,
Полупроводниковые СВЧ-приборы (диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды),
Оптоэлектронные приборы (фоторезисторы, фотодиоды, солнечные элементы, детекторы ядерных излучений, светодиоды, полупроводниковые лазеры, электролюминесцентные излучатели),
Терморезисторы, датчики Холла.
№14.
Взаимодействие токов.
Токи одинакового направления притягиваются, а противоположного – отталкиваются.
Вокруг любого проводника с током имеется поле, отличное от электрического, поскольку оно не действует на неподвижные заряды.
Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения.
Для графического изображения магнитных полей используются линии магнитной индукции. Линия магнитной индукции – это линия, в каждой точке которой вектор магнитной индукции направлен по касательной к ней.
Магнитное поле прямолинейного проводника, витка, соленоида.
Правилом правого винта: если поступательное движение винта происходит по направлению тока в проводнике, то направление вращение головки винта показывает направление линий индукции магнитного поля.
Правило правого винта для кругового тока можно использовать и по-другому : если вращать головку винта по направлению тока в контуре, то поступательное движение винта укажет направление линий индукции внутри контура.
№15. Характеристики магнитного поля.
Величину В, являющуюся силовой характеристикой магнитного поля в данной точке, называют магнитной индукцией.
Напряжённость магни́тного по́ля — (стандартное обозначение Н) это векторная физическая величина, равная разности вектора магнитной индукции B и вектора намагниченности Магнитная проницаемость — физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией и напряжённостью магнитного поля в веществе.
Магни́тный пото́к — поток как интеграл вектора магнитной индукции через конечную поверхность .
№16. Магнитное поле действует с некоторой силой на любой проводник с током,
находящийся в нем.
Если проводник, по которому протекает электрический ток подвесить в магнитном поле, например, между полюсами магнита, то магнитное поле будет действовать на проводник с некоторой силой и отклонять его.
Сила Ампера – это сила, с которой магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током.
Сила Ампера выражается формулами:
FA=Bil sin a
FA макс=Bil
№17.
На рамку с током
I,
помещенную во внешнее однородное
магнитное поле с индукцией
действует
момент сил
Момент
сил выражается соотношением:
M = I S B sin α = pmB sin α , |
где
S
– площадь рамки, α – угол между нормалью
к
плоскости рамки и
вектором
Векторная
величина
где
–
единичный вектор нормали, называется
магнитным моментом рамки. Направление
вектора
связано
с направлением тока в рамке правилом
правого винта.
Компьютерная модель демонстрирует возникновение момента сил, действующего на рамку с током в магнитном поле. Значение момента сил может быть определено при различных ориентациях рамки относительно магнитного поя. При выполнении компьютерных экспериментов можно изменять индукцию магнитного поля, площадь рамки (с помощью мыши) и ее ориентацию.
Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле, так как на проводник с током в магнитном поле действуют силы, то, очевидно, при перемещении этого проводника будет совершаться работа. Работа при перемещение проводника с током в магнитном поле выражается формулой
А=I ∆Ф
№18. ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ДВИЖУЩИЙСЯ ЗАРЯД