50.Виды газового разряда и их применение в природе и технике.

Виды газовых разрядов Действие газоразрядных приборов основано на электрическом разряде, происходящем в инертном газе, водороде или различных парах.

Как известно, газовый разряд может существовать только при ионизации молекул газа или паров, что обычно сопровождается образованием свободных электронов и положительных ионов (молекул, потерявших один или несколько электронов). Этими частицами в основном и создается ток газового разряда. Отрицательные ионы, представляющие собой молекулы с лишними электронами, образуются редко, оказываются неустойчивыми и поэтому в газовом разряде существенной роли не играют.

Все газовые разряды делятся на два основных вида:

1. Несамостоятельный газовый разряд возникает в приборе при действии внешних (сторонних) ионизаторов. Этот разряд в свою очередь разделяется на несколько подвидов:

а) тихий разряд (возникает при воздействии на прибор ряда естественных ионизаторов: космических лучей, радиации земной коры, активной деятельности солнца и т. д.);

Применения газового разряда: Дуговой разряд для сварки и освещения., Сверхвысокочастотный разряд, Тлеющий разряд как источник света в люминесцентных лампах и плазменных экранах. ,Искровой разряд для зажигания рабочей смеси в двигателях внутреннего сгорания. Коронный разряд для очистки газов от пыли и других загрязнений, для диагностики состояния конструкций. Плазмотроны для резки и сварки. Разряды для накачки лазеров, например гелий-неонового лазера, азотного лазера, эксимерных лазеров и т. д.

А также :в счётчике Гейгера, в ионизационных вакуумметрах, в тиратронах, в крайтронах, в гейслеровой трубке.

51.Электрический ток в растворах и расплавах электролитов

Заряженные частицы, обеспечивающие существование электрического тока в электролитах, образуются в результате электролитической диссоциации — распада молекул растворяемого вещества на ионы под действием молекул растворителя.

Жидкости, как и твёрдые тела, могут проводить ток. В жидких металлах, как и в твёрдых, носителями заряда являются электроны, поэтому говорят, что металлы обладают электронной проводимостью.

В растворах и расплавах электролитов (солей, кислот, щелочей) перенос зарядов под действием электрического поля осуществляется положительными и отрицательными ионами, дивижущимися в противоположных направлениях.

Электролиты — это вещества, растворы и расплавы которых обладают ионной проводимостью.

Говорят, что вода является хорошим проводником. На самом деле это не так, чистая вода не проводит электрический ток, потому что в ней нет носителей зарядов, поэтому она является диэлектриком. Твёрдые соли так же являются диэлектриками, а вот растворы солей в воде — хорошие проводники. Так происходит из-за того, что молекулы воды дипольны, они кулоновскими силами притягиваются отрицательными полюсами к положительным ионам, а положительными полюсами — к отрицательным, и как бы отрывают их с поверхности кристалла. Таким образом в растворе появляются свободные носители зарядов — положительные и отрицательные ионы, окружённые полярными молекулами воды. Это явление называется электролитической диссоциацией.

Электролитическая диссоциация — расщепление молекул электролита на положительные и отрицательные ионы под действием растворителя.

52.Электрический ток. Источники тока. Электрический ток — упорядоченное нескомпенсированное движение электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Непрерывное упорядоченное движение зарядов называется электрическим током. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).  За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов. Для существования электрического тока в проводнике необходимо создать в нем электрическое поле. Количественной мерой электрического тока служит сила тока I. В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах (А). Постоянный электрический ток может быть создан только в замкнутой цепи, в которой свободные носители заряда циркулируют по замкнутым траекториям. Источник тока - это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника. Существуют различные виды источников тока:

Механический источник тока - механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток о диски на кондукторах машины накапливаются заряды противоположного знака), динамо-машина, генераторы.

Тепловой источник тока - внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию. Например, термоэлемент - две проволоки из разных металлов необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, тогда между другими концами этих проволок появится напряжение. Применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях.

Световой источник тока - энергия света преобразуется в электрическую энергию.

Например, фотоэлемент - при освещении некоторых полупроводников световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов составлены солнечные батареи. Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах.

Химический источник тока - в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в электрическую.

Например, гальванический элемент - в цинковый сосуд вставлен угольный стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполнен-ный смесью оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на растворе нашатыря. При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень - положительный заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает электрическое поле. В таком источнике тока уголь является положительным электродом, а цинковый сосуд - отрицательным электродом. Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею. Источники тока на основе гальванических элементов применяются в бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного питания. Аккумуляторы - в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах.

53.Электрическое поле в веществе. Проводники и диэлектрики. Электрическое поле в веществе - вещество, внесенное в электрическое поле, может существенно изменить его. Это связано с тем, что вещество состоит из заряженных частиц. В отсутствие внешнего поля частицы распределяются внутри вещества так, что создаваемое ими электрическое поле в среднем по объемам, включающим большое число атомов или молекул, равно нулю. При наличии внешнего поля происходит перераспределение заряженных частиц, и в веществе возникает собственное электрическое поле. Полное электрическое поле складывается в соответствии с принципом суперпозиции из внешнего поля и внутреннего поля , создаваемого заряженными частицами вещества. Вещество многообразно по своим электрическим свойствам. Наиболее широкие классы вещества составляют проводники и диэлектрики. Проводник - это тело или материал, в котором электрические заряды начинают перемещаться под действием сколь угодно малой силы. Поэтому эти заряды называют свободными. В металлах свободными зарядами являются электроны, в растворах и расплавах солей (кислот и щелочей) - ионы. Диэлектрик - это тело или материал, в котором под действием сколь угодно больших сил заряды смещаются лишь на малое, не превышающее размеров атома расстояние относительно своего положения равновесия. Такие заряды называются связанными. Свободные и связанные заряды. СВОБОДНЫЕ ЗАРЯДЫ 1) избыточные электрич. заряды, сообщённые проводящему или непроводящему телу и вызывающие нарушение его электронейтральности. 2) Электрич. заряды носителей тока. 3) положит. электрич. заряды атомных остатков в металлах. СВЯЗАННЫЕ ЗАРЯДЫ Электрич. заряды частиц, входящих в состав атомов и молекул диэлектрика, а также заряды ионов в кристаллич. диэлектриках с ионной решёткой.