Curentul electric (4) - abstract, pagina 2

Lipsa electronilor în conductor, iar surplusul în spațiul înconjurător este prezentat într-un strat foarte subțire pe ambele părți ale suprafeței conductorului (mai multe distanțe interatomice în metal). Prin urmare, suprafața metalică este un condensator electric dublu strat astfel foarte subțire.

Diferența de potențial dintre plăcile condensatorului este dependentă de funcția de lucru de electroni.

în cazul în care e - sarcina unui electron;

A - funcția de lucru (eV - E-B).

Funcția de lucru depinde de natura chimică a metalului și starea suprafeței sale (mizerie, umiditate).

Apariție a diferenței de potențial de contact dintre conductorii metalici în contact au fost deschise în XVIII final. fizicianul italian Volta. El a stabilit două Volta lege experimentală:

2. Diferența de potențial între capetele unui circuit format din conductori metalici conectate în serie sunt la aceeași temperatură, indiferent de compoziția chimică a conductoarelor intermediare. Acesta este egal cu diferența de potențial de contact care rezultă cu conductoare exterioare de conectare directă.

Să considerăm un circuit închis alcătuit din doi conductori metalici 1 și 2. EMF aplicat la acest circuit este egal cu suma algebrică a tuturor salturi potențiale

Dacă temperatura straturilor sunt egale,

Dacă temperatura straturilor sunt diferite, de exemplu, atunci

în care  - constanta caracterizarea proprietăților de contact între două metale.

În acest caz, puterea termoelectric apare într-un circuit închis. direct proporțional cu diferența de temperatură dintre cele două straturi.

Termoelectric Phenomena in Metalele sunt utilizate pe scară largă pentru măsurarea temperaturii. În acest scop, un termocuplu sau termocuple. reprezentând două fire realizate din diferite metale și aliaje. Capetele acestor fire sunt sudate. Un nod de plasat într-un mediu în care temperatura T1 măsurat, iar al doilea - în mediu, la o temperatură constantă cunoscută.

Termocuplele au mai multe avantaje față de termometre convenționale: permit măsurarea temperaturii într-o gamă largă de zeci până la mii de grade la scară absolută. Termocuplurile au o sensibilitate ridicată și, astfel, permite să se măsoare diferența de temperatură foarte mică (10 -6 grade.). De exemplu: fier-constantan temperatură măsurată la 500 C și au o sensibilitate 10 -5  5,3 / ° C; platină-platină (90% platină și 10% rodiu) au o sensibilitate de 6  10 -6 / deg și utilizată pentru a măsura temperatura de la cea mai mică la mii de grade.

Cu termocuplu poate urmări schimbarea temperaturii cu timpul. Abilitatea de a seta galvanometru o distanță considerabilă permite utilizarea unui termocuplu în dispozitivele automate. conexiunile lor seriale utilizate pentru a crește sensibilitatea termocuple numit thermobatteries.

7. Un curent electric în diferite medii.

Gaze în condiții normale, sunt izolatoare. Se compune din atomi neutri electric și molecule.

Atunci când ionizarea gazelor apar purtători de curent electric (sarcini pozitive).

Curentul electric în gaze numite cu descărcare în gaz. Pentru a efectua tubul de evacuare a gazului pentru un gaz care urmează să fie ionizate câmp electric sau magnetic.

Ionizarea gazului poate avea loc sub influența influențelor externe - căldură mare, ultraviolete și raze X, radiații radioactive atunci când atomii bombardate (molecule) gaze electroni rapizi sau ioni.

O măsură a intensității ionizarea este ionizarea. măsurată prin numărul de perechi de particule încărcate oppositely produse într-o unitate de volum de gaz pe intervalul de timp unitate.

Chemat decalaj ionizare impact între atomi (molecule), unul sau mai mulți electroni cauzate de coliziune cu atomii sau moleculele electronilor de gaz sau ioni accelerați de un câmp electric în evacuare.

1. descărcare nonself gaz - o conductivitate de gaze cauzate de ionizatori externe.

Caracteristica curent-tensiune a descărcării de gaz. crescând U creșterea numărului de particule încărcate ajung la electrozii și curentul crește până la I = Ik în care toate particulele încărcate ating electrodul. În acest caz, U = Uk

în cazul în care e - taxa elementară;

N0 - numărul maxim de perechi de ioni monovalenți format
în volumul de gaz în 1 secundă.

O creștere abruptă a curentului către segmentul AB este asociat cu apariția Ionizarea cu impact.

2. Auto-descărcare în gaz - descărcare, care continuă după încetarea ionizatorului externe. Menținut și dezvoltat de ionizare de impact.

descărcare de gaz nonself devine auto la Uzului - tensiunea de aprindere. Procesul acestei tranziții se numește defalcare de gaz electrice.

În funcție de presiunea gazului și tensiunea distinsul:

1) o descărcare luminiscentă;

2) o descărcare corona;

3) de evacuare prin scânteie;

4) arcul.

Deversarea incandescentă este utilizat în tuburi cu descărcare în gaz, lasere cu gaz.

Descărcarea corona - este utilizat pentru dezinfectarea culturilor de semințe.

Spark - Zipper (curenți de până la câteva mii de amperi, lungime - mai mulți kilometri).

Arc (T = 3000 ° C - sub presiunea atmosferică, temperatura gazului este de 5000 ... 6000 ° C). Este folosit ca o sursă de lumină în proiectoare puternice în aparatul de proiecție.

Plasma - o stare specială a materiei caracterizată prin gradul ridicat de ionizare a particulelor.

Plasma este împărțit în

- slab ionizat ( - un procent - atmosfera superioara, ionosferă);

- parțial ionizate (câteva%);

- ionizat complet (soare, stele fierbinte, unele nori interstelari).

plasma produs Artificial este utilizat în tuburi cu raze catodice, surse de plasmă de energie electrică, generatoare magnetodynamic.

1. photoemission - ejecție a electronilor sub influența luminii cu suprafața metalelor sub vid.

2. thermionic emisie - corpurile de emisie de electroni, solid sau lichid atunci când este încălzit.

3. Emisia de electroni secundar - un contor cu flux de electroni de pe suprafața bombardate de electroni in vid.

Dispozitivele bazate pe fenomenul de emisie thermionic, numite tuburi cu vid.

Dioda, triodă ia în considerare propriile lor.

Curentul electric în solide.

Metalul este o rețea cristalină. site-uri încărcate pozitiv în cadrul ionilor metalici creează un câmp electric. puncte zabrele aranjate într-o manieră ordonată, astfel încât acestea să creeze un câmp este o funcție periodică a coordonatelor. Prin urmare, electronii pot fi numai în anumite state valori discrete ale energiei corespunzătoare acestora.

Deoarece electronul solide interacționează nu numai cu atomul său, dar, de asemenea, cu alți atomi cu zăbrele este nivelul de energie pe părți de atomi pentru a forma banda de energie.

Fig. Ea arată despicarea nivelelor de energie ale atomilor izolați așa cum abordează și formarea benzilor de energie.

Energia acestor electroni poate fi în interiorul zonelor hașurate numite zone energetice permise. nivele discrete sunt separate prin regiuni de energii interzise - zone interzise (lățime corespunzătoare cu lățimea zonelor interzise).

Diferențele în proprietățile electrice ale diferitelor tipuri de solide se datorează:

1) Lățimea benzilor energetice interzise;

2) diferite electroni umplere benzi energetice permise
(Prov. Permitivitate.).

8. Curentul în lichide. Electroliza. legea lui Faraday.

Observațiile au arătat că multe lichide sunt conductori foarte slabe ale curentului electric (apă distilată, glicerină, kerosenul etc. D.). Soluțiile apoase de săruri, acizi și baze controla bine curentul electric.

Electroliza - curentul care trece prin fluid, determinând selecția electrozilor de substanțe din electrolit.

Electrolitii - substanțe cu conductivitate ionică. conductivitate ionica - deplasarea ordonată a ionilor sub influența unui câmp electric. Ionii - atomi sau molecule care au pierdut sau sunt atașate la unul sau mai mulți electroni. ioni pozitivi - cationi. negative - anioni.

Câmpul electric creat în electrozii lichizi ( „+“ - anod „-“ - catod). ioni pozitivi (cationi) migrează spre catod negativ - la anod.

Apariție de ioni în electroliți este explicat prin disociere electrica - dezintegrarea moleculelor de solut în ioni pozitivi și negativi, ca rezultat al interacțiunii cu solventul (Na + Cl - H + Cl - K + I - ...).

Gradul dissotsiatsii n0 este numărul de molecule. disociat în ioni la numărul total molecule N0

Când are loc mișcarea termică a ionilor, iar ionii de reîntregire inversa proces numit recombinare.

Legile M. Faraday (1834).

Masa unei substanțe eliberată la electrodul este direct proporțională cu sarcină q electric. a trecut prin electrolit

unde k - substanțe echivalente elektrohomichesky; Este substanța vrac
au evoluat în timpul trecerii prin unitatea de electrolit
cantitatea de energie electrică.

unde - DC curent care curge prin electrolit.

Electrochimică echivalente substanțelor direct proporțional cu raportul atomic lor (molar) la masa de valența n

unde A - masa atomica;

unde C - constanta universală pentru toate elemenov.

F = 9648  april 10 ° C / mol

sensul fizic rezultă din legea lui Faraday combinată de electroliză

Sensul fizic. Faraday constantă (F) este egală cu cantitatea de energie electrică, care este necesar să se treacă prin electrolit pentru a separa la substanța echivalentă electrodului 1 gram.

Din legea electrolizei combinată definește electric de încărcare q orice ion

unde n - valență ion;

F - Faraday constantă;

NA - numărul lui Avogadro.

Charge 1-valent ion este sarcina electrica elementara

q = e = 1,602  10 -19 Kl.

Orice multiplu de sarcină electrică elementară

NA = 23 6022  octombrie mol -1.