Тема: электрический ток в различных средах

Вид материалаЛекция

Содержание


Электрический ток в металлах
R - сопротивление
Зависимость сопротивления проводника R от температуры
Электрический ток в жидкостях
Закон электролиза (1833г. – Фарадей)
Электрический ток в газах
Газовый разряд
Самостоятельный газовый разряд
Ионизация газа
Электрический ток в вакууме
Подобный материал:



Лекция №

Дата:

Раздел: «Электродинамика».

Тема: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ.




Преподаватель: Сычева Е.В.

Издатели лекции: Пивоварова Ирина, Жиденко Ангелина.










Носители

Пояснения

Проводники




такие материалы, в которых имеются свободные носители электрических зарядов. Примерами могут служить металлические тела в твёрдом и жидком состоянии, жидкие растворы и расплавы электролитов.

1)Металлические проводники

Свободные электроны

Если металлический проводник привести в движение и резко затормозить, то свободные электроны должны по инерции продолжать движение относительно ионной решётки. Следовательно, в проводнике должен возникнуть кратковременный ток. Кратковременное движение электронов в проводнике в этом случае подобно отклонению пассажиров автобуса по направлению его движения при резком торможении автобуса.

2)Жидкости (растворы и расплавы)

Ионы

Электрический ток в растворах ( или расплавах) электролитов представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. В электрическом поле ионы подобно электронам в металлах, начинают дрейфовать в направлении действующей на них силы: катионы – к катоду, анионы – к аноду.

3) Газы







самостоятельный электрический разряд

электрон

- явление прохождения через газ электрического тока, не зависящего от внешних ионизаторов.

Основной механизм ионизации газа при самостоятельном электрическом разряде – ионизация атомов и молекул ударами электронов.

Развитие самостоятельного электрического разряда в газе протекает следующим образом: как только в газе появляется свободный электрон, он под действием электрического поля ускоряется, его кинетическая энергия возрастает, и если выполняются определённые условия, то он при соударении с молекулой ионизирует её.

несамостоятельный электрический разряд

электрон

- явление протекания электрического тока через газ, наблюдаемое только при условии какого-либо внешнего воздействия на газ.

Через воздух между пластинами при небольших значениях напряжения электрический ток не проходит. Такой же результат получается при выполнении опыта в любом другом газе.

4)Вакуум

---



Электрический ток в вакууме не возникает. Причина заключается в том, что в вакууме нет заряженных частиц, способных переносить электрические заряды от одного электрода к другому.




ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ




Носители свободных зарядов в металлах - свободные электроны, которые упорядоченно перемещаются вдоль проводника под действием эл. поля с постоянной средней скоростью (из-за тормозящего действия положительно заряженных ионов кристаллической решетки).


Металлы обладают электронной проводимостью (носители- электроны).


Электрическая проводимость (электропроводность) - это физическая величина, обратная сопротивлению, характеризует свойство вещества проводить электрический ток.


R - сопротивление

1/ R - электрическая проводимость










р - удельное сопротивление при 0 градусов по Цельсию,

t - температура,

- температурный коэффициент сопротивления

( т.е. относительное изменение удельного сопротивления проводника при нагревании его на один градус)




Зависимость сопротивления проводника R от температуры: для металлических проводников с ростом температуры увеличивается удельное сопротивление, увеличивается сопротивление проводника и уменьшается электрический ток в цепи.



ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЖИДКОСТЯХ






Жидкости по степени электропроводности делятся на:


- диэлектрики (дистиллированная вода),

- проводники (электролиты),

- полупроводники (расплавленный селен).


Электролит- это проводящая жидкость (растворы кислот , щелочей, солей и расплавленные соли)


Закон электролиза (1833г. – Фарадей)




Где для электролитов всегда.









ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ



Газ-проводник - это ионизированный газ. Ионизированный газ обладает электронно-ионной проводимостью.

Газовый разряд- это эл.ток в ионизированных газах.

Существует самостоятельный и несамостоятельный газовый разряд.

Несамостоятельный газовый разряд - если действие ионизатора прекратить, то прекратится и разряд.

Самостоятельный газовый разряд - газовый разряд продолжается и после прекращения действия внешнего ионизатора за счет ионов и электронов, возникших в результате ударной ионизации; возникает при увеличении разности потенциалов между электродами ( возникает электронная лавина).

Ионизация газа

- это распад нейтральных атомов или молекул на положительные ионы и электроны путем отрыва электронов от атомов.





ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ВАКУУМЕ

Вакуум - это такая степень разрежения газа, при которой соударений молекул практически нет.

Электронно - лучевая трубка (ЭЛТ )- используются явления термоэлектронной эмиссии и свойства электронных пучков.

Термоэлектронная эмиссия- это испускание электронов твердыми или жидкими телами при их нагревании до температур, соответствующих видимому свечению раскаленного металла.

Электронные пучки- это поток быстро летящих электронов в электронных лампах и газоразрядных устройствах.

ЭЛТ состоит из :

- электронной пушки,

- горизонтальных и вертикальных отклоняющих пластин-электродов,

- экрана.