Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 1

Электрический ток

Вакуум проводит электрический ток

Есть еще один класс не-вещества, в котором может существовать электрический ток. Это ток переноса, или ток в вакууме. По большому счету 100% вакуума не существует в реальности, потому как обязательно найдутся какие-то частицы в виде протонов и нейтронов, которые залетят в этот вакуум. Даже один протон — это уже «недоделанный» атом водорода.

В космическом пространстве, между Солнцем и Землей всегда существует электрический ток переноса. Прежде всего — это поток частиц имеющих электрический заряд. Источником таких зарядов является Солнце. В то же самое время Земля имеет электрический заряд и движется по эклиптике, а значит имеет место изменение заряда в точке пространства за единицу времени.

Такой ток называется — током переноса, или иначе конвенционным током. Доступным примером такого тока является электронная лампа, в которой из нагретого катода вылетают свободные электроны и практически в вакууме движутся к аноду. Такое явление называется термоэлектронной эмиссией.

Дата: 13.05.2015

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

Металлы и их сплавы. Твердый графит

Прежде всего следует отметить металлы и их сплавы, в которых с избытком присутствуют свободные носители зарядов — электроны. Также сюда можно отнести такое вещество как графит, углерод в твердом кристаллизованном виде. Такие вещества называются проводниками и их используют для создания электрических цепей, а также в качестве нагревательных элементов. Обычная лампа накаливания, которая применяется для освещения, является отличным примером тока в металле. Существуют очень миниатюрные проводники, например, в сотовых телефонах. В них также существует ток в металлах. В проводниках электрический ток называют током проводимости.

Физика 8 класс

«Урок Закон Джоуля-Ленца» — Ленц Эмилий Христианович (1804-1865). Вывод закона Джоуля- Ленца. Нагревание проводников электрическим током. Урок физики в 8 классе. Обосновал на опытах закон сохранения энергии. Причина нагревания проводника электрическим током. Подготовка к изучению нового материала. Задание 1. Содействовать формированию мировозренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира. Изучение нового материала. Закон Джоуля-Ленца. Работа тока A= UIt Количество теплоты Q=A=UIt U=IR Q=I?Rt.

«Способы изменения внутренней энергии» — Способы изменения внутренней энергии тела. Нагретый пар расширяется и выталкивает пробку. 4. На верхней и нижней полках шкафа лежат два совершенно одинаковых шара. Ек зависит от скорости движения молекул (температуры). 3. Какую энергию называют внутренней? Еп зависит от расстояния между молекулами (агрегатного состояния вещества). Ответьте на мои вопросы. T ? ? v молекул ? ? uвн?. Потенциальной энергией?

«Изменение внутренней энергии» — Теплопроводность. Температура – физическая величина, характеризующая степень нагретости тела. Излучение. Наблюдайте за жидкостью. Внутренняя энергия. Пробирку наденьте на палец. Сделайте вывод. Совершение работы. 1) температура. Молекула — мельчайшая частица вещества. В таблице найдите физические термины. Каким способом осуществляется теплопередача от Солнца к Земле?

«Сила тока по физике» — Исследование выполняли: Румянцева А.-8 класс, Батманов С.-8 класс. Доказать предположение, что сила тока зависит от напряжения и сопротивления. Руководитель Сипилина Н.Н. Выдвижение гипотезы. Ход исследования. Цель исследования. МОУ Антоновская средняя общеобразовательная школа.

«Турбина и ДВС» — Один рабочий цикл в двигателе происходит за 4 такта(хода) поршня. Принцип работы паровой турбины. Двигатель внутреннего сгорания – очень распространенный вид теплового двигателя. Один ход поршня совершается за пол-оборота коленчатого вала. Паровая турбина. Впервые тепловой двигатель был изобретён в конце 17 века Джеймсом Уаттом. Цикл ДВС. Строение паровой турбины. Первый такт ДВС.

«Виды теплопередачи» — Конвекция. Тепловое излучение. Расширение воздуха при нагревании. Расширение биметалла. Тепловое расширение. Агрегатные состояния. 8 класс. Изменение температуры при бархате. Проверь себя. Виды теплопередачи. Аномалия воды. 3. В каких телах теплопередача не может происходит путем конвекции: а) в воде; б) в песке; в) в воздухе?

«Физика 8 класс»

Физика8 класс

§ 34. Электрический ток в металлах

Металлы в твёрдом состоянии, как известно, имеют кристаллическое строение. Частицы в кристаллах расположены в определённом порядке, образуя пространственную (кристаллическую) решётку.

В узлах кристаллической решётки металла расположены положительные ионы, а в пространстве между ними движутся свободные электроны. Свободные электроны не связаны с ядрами своих атомов (рис. 53).

Рис. 53. Кристаллическая решётка металла

Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решётки. Поэтому в обычных условиях металл электрически нейтрален. Свободные электроны в нём движутся беспорядочно. Но если в металле создать электрическое поле, то свободные электроны начнут двигаться направленно под действием электрических сил. Возникнет электрический ток. Беспорядочное движение электронов при этом сохраняется, подобно тому как сохраняется беспорядочное движение в стайке мошкары, когда под действием ветра она перемещается в одном направлении.

Итак, электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Мандельштам Леонид Исаакович (1879—1944)
Российский физик, академик. Внёс существенный вклад в развитие радиофизики и радиотехники.

Папалекси Николай Дмитриевич (1880—1947)
Российский физик, академик. Занимался исследованиями в области радиотехники, радиофизики, радиоастрономии.

Доказательством того, что ток в металлах обусловлен электронами, явились опыты физиков нашей страны Леонида Исааковича Мандельштама и Николая Дмитриевича Папалекси, а также американских физиков Бальфура Стюарта и Роберта Толмена.

Скорость движения самих электронов в проводнике под действием электрического поля невелика — несколько миллиметров в секунду, а иногда и еще меньше. Но как только в проводнике возникает электрическое поле, оно с огромной скоростью, близкой к скорости света в вакууме (300 000 км/с), распространяется по всей длине проводника.

Одновременно с распространением электрического поля все электроны начинают двигаться в одном направлении по всей длине проводника. Так, например, при замыкании цепи электрической лампы в упорядоченное движение приходят и электроны, имеющиеся в спирали лампы.

Понять это поможет сравнение электрического тока с течением воды в водопроводе, а распространения электрического поля — с распространением давления воды. При подъёме воды в водонапорную башню давление (напор) воды очень быстро распространяется по всей водопроводной системе. Когда мы открываем кран, то вода уже находится под давлением и сразу начинает течь. Но из крана течёт та вода, которая была в нём, а вода из башни дойдёт до крана много позднее, так как движение воды происходит с меньшей скоростью, чем распространение давления.

Когда говорят о скорости распространения электрического тока в проводнике, то имеют в виду скорость распространения по проводнику электрического поля.

Электрический ток в металлах

Электрический сигнал, посланный, например, по проводам из Москвы во Владивосток (s = 8000 км), приходит туда примерно через 0,03 с.

Вопросы

  1. Как объяснить, что в обычных условиях металл электрически нейтрален?
  2. Что происходит с электронами металла при возникновении в нём электрического поля?
  3. Что представляет собой электрический ток в металле?
  4. Какую скорость имеют в виду, когда говорят о скорости распространения электрического тока в проводнике?

Закон Джоуля-Ленца

Поскольку разность потенциалов (напряжение) на нагрузке равна работе, которую совершит единичный заряд, двигаясь по нагрузке, то для вычисления работы тока, необходимо напряжение умножить на заряд, прошедший через нагрузку. Заряд же равен произведению тока, проходящего по нагрузке, на время прохождения. Таким образом:

$$A=Uq=UIt$$

Детальным изучением теплового действия электрического тока в середине XIXв занимались независимо Д.Джоуль (Великобритания) и Э.Ленц (Россия).

Рис. 2. Джоуль и Ленц.

Было выяснено, что если нагрузка неподвижна, то вся работа электрического тока в этой нагрузке перейдет в тепло:

$$Q=A$$

Как правило, напряжение на элементах электрической цепи различно, а ток в ней общий. Поэтому для определения теплового действия удобнее выразить напряжение через ток, учитывая сопротивление:

$$U=IR$$

Окончательно имеем:

$$Q=I^2Rt$$

То есть, количество тепла, образующееся в нагрузке, равно произведению значения тока в квадрате, сопротивления и времени. Этот вывод носит название Закона Джоуля-Ленца.

Иногда ток нагрузки неизвестен, но известно ее сопротивление и подводимое напряжение. В этом случае удобнее выразить ток через известные величины:

$$I={U\over R},$$

и, подставив в формулу выше, получаем:

$$Q={U^2\over R}t$$

Из данной формулы можно видеть интересный факт – если в нагревательной плите сгорит часть спирали, и мы просто исключим сгоревшие места, то сопротивление спирали уменьшится, а поскольку напряжение сети останется прежним, то тепло, выделяемое плитой, возрастет. Мощность плитки увеличится.

Примеры решения задач по теме «Электрический ток в различных средах»

Подробности
Просмотров: 508

«Физика — 10 класс»

Наиболее просты количественные закономерности для электрического тока в металлах и электролитах.

Задачи на закон Ома, который выполняется для этих проводников, были приведены в главе 15. В данной главе преимущественно рассматриваются задачи на применение закона электролиза. Кроме того, при решении некоторых задач надо использовать формулу (16.1) для зависимости сопротивления металлических проводников от температуры.

Задача 1.

Проводящая сфера радиусом R = 5 см помещена в электролитическую ванну, наполненную раствором медного купороса. Насколько увеличится масса сферы, если отложение меди длится t — 30 мин, а электрический заряд, поступающий на каждый квадратный сантиметр поверхности сферы за 1 с, q = 0,01 Кл? Молярная масса меди М = 0,0635 кг/моль.

Р е ш е н и е.

Площадь поверхности сферы S = 4πR2 = 314 см2. Следовательно, заряд, перенесённый ионами за t = 30 мин = 1800 с, равен Δq = qSt = 0,01 Кл/(см2 • с) • 314 см2 • 1800 с = 5652 Кл. Масса выделившейся меди равна:

Задача 2.

При электролизе, длившемся в течение одного часа, сила тока была равна 5 А. Чему равна температура выделившегося атомарного водорода, если при давлении, равном 105 Па, его объём равен 1,5 л? Электрохимическии эквивалент водорода

Р е ш е н и е.

По закону Фарадея масса m выделившегося водорода:

m = kIt.         (1)

Из уравнения Менделеева—Клапейрона где R — универсальная газовая постоянная, М — молярная масса атомарного водорода, определим массу водорода, полученного при электролизе:

Из выражений (1) и (2) определим температуру:

Задача 3.

При никелировании изделия в течение 1 ч отложился слой никеля толщиной l = 0,01 мм. Определите плотность тока, если молярная масса никеля М = 0,0587 кг/моль, валентность n = 2, плотность никеля

Р е ш е н и е.

Согласно закону электролиза Фарадея масса выделившегося на катоде никеля

где m = ρV = ρlS, а I = jS, где S — площадь покрытия никелем; F — постоянная Фарадея, Подставив выражения для массы никеля и силы тока I в формулу (1), получим откуда

Задача 4.

Определите электрическую энергию, затраченную на получение серебра массой 200 г, если КПД установки 80%, а электролиз проводят при напряжении 20 В. Электрохимический эквивалент серебра равен

Р е ш е н и е.

Энергия, идущая только на электролиз, равна

W’э = qU.         (1)

Согласно закону Фарадея m = kq, откуда

Подставив выражение для q в формулу (1), получим

Полная затраченная энергия Wэ связана с W’э выражением следовательно,

Задача 5.

Объясните, почему при дуговом разряде при увеличении силы тока напряжение уменьшается.

Р е ш е н и е.

При увеличении силы тока возрастает термоэлектронная эмиссия с катода, носителей заряда становится больше, а следовательно, сопротивление промежутка между электродами уменьшается. При этом уменьшение сопротивления происходит быстрее, чем увеличение силы тока (в газах нарушается линейный закон Ома U = IR), поэтому напряжение уменьшается.

Задача 6.

Покажите, что при упругом столкновении электрона с молекулой электрон передаёт ей меньшую энергию, чем при абсолютно неупругом ударе.

Р е ш е н и е.

При прямом абсолютно упругом столкновении электрона с молекулой выполняются законы сохранения энергии и импульса:

где me и m — массы электрона и молекулы; υ1 и υ2 — их скорости после столкновения. Решая эту систему относительно υ1 и υ2, получаем

Энергия, передаваемая молекуле, Так как me << m, то можно записать, что (me + m)2 ≈ m2. Тогда

Из полученного выражения следует, что молекуле передаётся очень маленькая часть первоначальной энергии электрона, так как me << m.

При неупругом столкновении выполняется только закон сохранения импульса meυ = (m + me)υ, и, таким образом, электрон теряет энергию

Так как me << m, мы можем считать, что дробь в скобках равна нулю, откуда т. е. при неупругом столкновении электрон полностью передаёт свою энергию молекуле.

Следующая страница «Физика и познание мира»

Назад в раздел «Физика — 10 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский»

Электрический ток в различных средах — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Электрическая проводимость различных веществ. Электронная проводимость металлов —
Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость —
Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости —
Электрический ток через контакт полупроводников с разным типом проводимости. Транзисторы —
Электрический ток в вакууме. Электронно-лучевая трубка —
Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза —
Электрический ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный разряды —
Плазма —
Примеры решения задач по теме «Электрический ток в различных средах»

Электрический ток в металлах

При прохождении тока металлы нагреваются. В результате чего ионы кристаллической решетки начинают колебаться с большей амплитудой вблизи положений равновесия. В результате этого поток электронов чаще соударяется с кристаллической решеткой, а следовательно возрастает сопротивление их движению. При увеличении температуры растет сопротивление проводника.

Каждое вещество характеризуется собственным температурным коэффициентом сопротивления — табличная величина. Существуют специальные сплавы, сопротивление которых практически не изменяется при нагревании, например манганин и константан.

Явление сверхпроводимости.

При температурах близких к абсолютному нулю (-2730C) удельное сопротивление проводника скачком падает до нуля. Сверхпроводимость — микроскопический квантовый эффект.

Силы тока. Единицы силы тока.

Действия
электрического тока могут проявляться
В разной степени — сильнее или слабее.
Опыты показывают, что интенсивность
(степень действия) электрического тока
зависит от заряда, про ходящего по цепи
в 1 с.

:Когда
свободная заряженная частица электрон
в металле или ион в растворе кислот,
солей или щелочей — движется по
электрической цепи, то вместе с ней
происходит и перемещение заряда. Чем
больше частиц переместится от одного
полюса источника тока к другому или
просто от одного конца участка цепи к
другому, тем больше общий заряд q,
перенесенный частицами.

Электрический
заряд, проходящий через поперечное
сечение проводника в 1 с, определяет
силу тока в цепи.

Значит,
сила тока равна отношению электрического
заряда q, прошедшего через поперечное
сечение проводника, ко времени его
прохождения t, т. е.

I=,
где 1 — сила тока.

На
Международной конференции по мерам и
весам в 1948 г. было решено в основу
определения единицы силы тока положить
явление взаимодействия двух проводников
С током. Ознакомимся сначала с этим
явлением на опыте.

На рисунке
59 изображены два гибких прямых проводника,
расположенных параллельно друг другу.
Оба проводника под соединены к источнику
тока. При замыкании цепи по проводникам
протекает ток, вследствие чего они
взаимодействуют — притягиваются или
отталкиваются, в зависимости от
направления токов в них.

Силу
взаимодействия проводников с током
можно измерить

Эта сила, как показывают
расчеты и опыты, зависит от длины
проводников, расстояния между ними,
среды, в которой находятся проводники,
и, что самое важное для нас, от силы
тока в проводниках. Если одинаковы
все условия, кроме силы токов, то, чем
больше сила тока в каждом проводнике,
тем с большей силой они взаимодействуют
между собой

Представим
теперь себе, что взяты очень тонкие и
очень длинные параллельные проводники.
Расстояние между ними 1 м, и находятся
они в вакууме. Сила тока в них одинакова.

За
единицу силы тока принимают силу тока,
при которой отрезки таких параллельных
проводников длиной 1 м взаимодействуют
с силой 2· 10ˉ⁷ Н (0,0000002 Н).

Эту единицу
силы тока называют ампером (А).
Так она названа в честь французского
ученого Андре Ампера.

Применяют
также дольные и кратные единицы силы
тока: миллиампер (мА), микроампер (мкА),
килоампер (кА).

1 мА = 0,001
А;

1 мкА =
0,000001 А;

1 кА =
1000А.

Чтобы
представить себе, что такое ампер, при
ведем примеры: сила тока в спирали лампы
карманного фонаря 0,25 А = 250 мА. В
осветительных лампах, используемых в
наших квартирах, сила тока составляет
от 7 до 400 мА (в зависимости от мощности
лампы).

Через
единицу силы тока — 1 А определяется
единица электрического заряда — 1 Кл.

Так как
I=
то q = It. Полагая 1 = 1 А, t = 1 с, получим
единицу электрического заряда — 1 Кл.

За
единицу электрического заряда принимают
электрический заряд, проходящий сквозь
поперечное сечение проводника при силе
тока 1 А за время 1 с.

Из формулы
q = It следует, что электрический заряд,
проходящий через поперечное сечение
проводника, зависит от силы тока и
времени его прохождения. Например, в
осветительной лампе, в которой сила
тока равна 400 мА, сквозь поперечное
сечение спирали за 1 мин проходит
электрический заряд, равный 24 Кл.

Электрический
заряд имеет также другое название —
количество электричества.

Тепловое действие тока

Электрический ток, проходя через любой проводник, сообщает ему некоторое количество энергии. В результате этого проводник нагревается. Передача энергии происходит на молекулярном уровне, т. е., электроны взаимодействуют с атомами или ионами проводника и отдают часть своей энергии.В результате этого, ионы и атомы проводника начинают двигаться быстрей, соответственно можно сказать, что внутренняя энергия увеличивается и переходит в тепловую энергию.Данное явление подтверждается различными опытами, которые говорят о том, что вся работа, которую совершает ток, переходит во внутреннюю энергию проводника, она в свою очередь увеличивается. После этого уже проводник начинает отдавать её окружающим телам в виде тепла. Здесь уже в дело вступает процесс теплопередачи, но сам проводник нагревается. Этот процесс рассчитывается по формуле: А=U·I·tА – это работа тока, которую он совершает, протекая через проводник. Можно также высчитать количество теплоты, выделяемое при этом, ведь это значение равно работе тока. Правда, это касается, лишь неподвижных металлических проводников, однако, такие проводники встречаются чаще всего. Таким образом, количество теплоты, также будет высчитываться по той же форме: Q=U·I·t.История открытия явленияВ своё время свойства проводника, через который протекает электрический тока, изучали многие учёные. Особенно среди них были заметны англичанин Джеймс Джоуль и русский учёный Эмилий Христианович Ленц. Каждый из них проводил свои собственные опыты, а вывод они смогли сделать независимо друг от друга. На основе своих исследований, они смогли вывести закон, который позволяет дать количественную оценку выделяемого тепла в результате воздействия электрического тока на проводник. Данный закон получил название «Закон Джоуля-Ленца». Джеймс Джоуль установил его в 1842 году, а примерно через год Эмиль Ленц пришёл к тому же выводу, при этом их исследования и проводимые опыты никак не были связаны друг с другом.Применение свойств теплового действия токаИсследования теплового воздействия тока и открытия закона Джоуля-Ленца позволили сделать вывод, подтолкнувший развитие электротехники и расширить возможности применения электричества. Простейшим примером применения данных свойства является простая лампочка накаливания. Устройство её заключается в том, что в ней применяется обычная нить накаливания, сделанная из вольфрамовой проволоки. Этот металл был выбран не случайно: тугоплавкий, он имеет довольно высокое удельное сопротивление. Электрический ток проходит через эту проволоку и нагревает её, т. е. передаёт ей свою энергию. Энергия проводника начинает переходить в тепловую энергию, а спираль разогревается до такой температуры, что начинает светиться. Главным недостатком такой конструкции, конечно, является то, что происходят большие потери энергии, ведь только небольшая часть энергии преобразуется в свет, а остальная уходит в тепло.Для этого вводится такое понятие в техники, как КПД, показывающее эффективность работы и преобразования электрической энергии. Такие понятия как КПД и тепловое воздействие тока применяются повсеместно, так как существует огромное количество приборов основанных подобном принципе. Это в первую очередь касается нагревательных приборов: кипятильников, обогревателей, электроплит и т. д.Как правило, в конструкциях перечисленных приборах присутствует некая металлическая спираль, которая и производит нагревание. В приборах для нагревания воды она изолирована, в них устанавливается баланс между потребляемой из сети энергией (в виде электрического тока) и тепловым обменом с окружающей средой.В связи с этим, перед учёными стоит нелёгкая задача по снижению потерь энергии, главной целью является поиск наиболее оптимальной и эффективной схемы. В данном случае тепловое воздействие тока является даже нежелательным, так как именно оно и ведёт к потерям энергии. Самым простым вариантом является повышение напряжения при передаче энергии. В результате снижается сила тока, но это приводит к снижению безопасности линий электропередач.Другое направление исследований – это выбор проводов, ведь от свойств проводника зависят и тепловые потери и прочие показатели. С другой стороны, различные нагревательные приборы требуют большого выделения энергии на определённом участке. Для этих целей изготавливают спирали из специальных сплавов. Для повышения защиты и безопасности электрических цепей применяются специальные предохранители. В случае чрезмерного повышения тока сечение проводника в предохранителе не выдерживает, и он плавится, размыкая цепь, защищая, таким образом, её от токовых перегрузок.

Электрический Ток в Вакууме

Если два электрода поместить в герметичный сосуд и удалить из сосуда воздух, то электрический ток в вакууме не возникает — нет носителей электрического тока. Американский ученый Т. А. Эдисон
(1847-1931) в 1879 г. обнаружил, что в вакуумной стеклянной колбе может возникнуть электрический ток, если один из находящихся в ней электродов нагреть до высокой температуры. Явление
испускания свободных электронов с поверхности нагретых тел называется термоэлектронной эмиссией. Работа, которую нужно совершить для освобождения электрона с поверхности тела, называется работой
выхода. Явление термоэлектронной эмиссии объясняется тем, что при повышении температуры тела увеличивается кинетическая энергия некоторой части электронов в веществе. Если кинетическая энергия
электрона превысит работу выхода, то он может преодолеть действие сил притяжения со стороны положительных ионов и выйти с поверхности тела в вакууме. На явлении термоэлектронной эмиссии основана
работа различных электронных ламп. 

Ток в полупроводниках

Еще один класс веществ — это полупроводники. Это вещества имеющие кристаллическую структуру, в которые вносятся примеси, атомы других веществ. В результате основное кристаллическое вещество, например кремний, будучи изолятором из-за примесей меняет свои электрические свойства. В зависимости от того, какая примесь внесена и сколько, новое композитное вещество будет по разному реагировать на электрическое поле. Такие вещества называются полупроводниками, потому как из-за примесей в них образуется либо избыток свободных зарядов, либо их недостаток. Целый класс устройств базируется на полупроводниках — это электроника и микроэлектроника. Ток в таких веществах называется — электрическим током в полупроводниках. Полупроводники занимают промежуточное положение по характеристикам проводимости и сопротивления между проводниками и изоляторами.

Электрический ток в различных средах

Предполагаемые вопросы:

Чем создается эл. ток?

Как появляются носители эл. тока в среде?

Как называется проводимость?

Как модно увеличить число заряженных частиц в среде(т.е увеличить проводимость)

По каким действиям можем судить о наличии эл. тока в веществе?

Зависимость сопротивления от температуры для каждой среды.

Вольт — амперная характеристика для каждой среды.

Техническое применение эл. тока (в какой либо среде).

Задания в группах по карточкам:

Составить и озвучить рассказ, используя вопросы предыдущего задания, для среды….(металлы, вакуум, п/проводники, газы, электролиты).

Задание практической работы:

Используя конспекты и учебники, заполнить таблицу по теме «Электрический ток в различных средах».

Опыты, продемонстрированные студентами из домашнего задания (

«Свечение соленого огурца», «Фруктовая батарейка»)

Тесты

по теме «Электрический ток в различных средах» (2 варианта)

вариант

1.

Какие частицы являются носителями электрического тока в вакууме?

А). Электроны.

Б). Электроны и ионы.

В). Электроны и протоны.

Г). Положительные и отрицательные ионы.

2.

Как и почему изменяется электрическое сопротивление полупроводников при увеличении температуры?

А). Уменьшается из-за увеличения скорости движения электронов.

Б). Уменьшается из-за увеличения концентрации свободных носителей электрического заряда.

В). Увеличивается из-за увеличения амплитуды колебаний положительных ионов кристаллической решетки.

Г). Увеличивается из-за увеличения концентрации свободных носителей эл.заряда.

3.

Чистая вода является диэлектриком. Почему раствор соли NaCl является проводником?

А). Соль в воде распадается на заряженные ионы Na+ и Cl-.

Б). Нет правильного ответа.

В). В растворе от молекулы NaCl отрываются электроны и переносят заряд.

Г). При взаимодействии с солью молекулы воды распадаются на ионы водорода и кислорода.

4.

В результате чегоиз катода высвобождаются электроны, создающие изображение в электронно-лучевой трубке телевизора?

А). В результате действия электрического поля между катодом и анодом.

Б). В результате электролиза.

В). В результате термоэлектронной эмиссии.

Г). В результате ионизации атомов электронным ударом.

5.

Какой прибор пропускает ток только в одном направлении, а, значит, служит для выпрямления переменного тока?

А). Термистор

Б)Фоторезистор

В). Полупроводниковый диод

Г). Транзистор

6.

Если цилиндрическую катушку с проводом с замкнутыми концами привести в быстрое вращение вокруг оси цилиндра и затем резко остановить, то в цепи обнаруживается электрический ток. Почему?

Основные типы проводников

В отличие от диэлектриков в проводниках имеются свободные носители нескомпенсированных зарядов, которые под действием силы, как правило разности электрических потенциалов, приходят в движение и создают электрический ток. Вольтамперная характеристика (зависимость силы тока от напряжения) является важнейшей характеристикой проводника. Для металлических проводников и электролитов она имеет простейший вид: сила тока прямо пропорциональна напряжению (закон Ома).

Металлы — здесь носителями тока являются электроны проводимости, которые принято рассматривать как электронный газ, отчётливо проявляющий квантовые свойства вырожденного газа.

Плазма — ионизированный газ. Электрический заряд переносится ионами (положительными и отрицательными) и свободными электронами, которые образуются под действием излучения (ультрафиолетового, рентгеновского и других) и (или) нагревания.

Электролиты — жидкие или твёрдые вещества и системы, в которых присутствуют в сколько-нибудь заметной концентрации ионы, обусловливающие прохождение электрического тока. Ионы образуются в процессе электролитической диссоциации. При нагревании сопротивление электролитов падает из-за увеличения числа молекул, разложившихся на ионы. В результате прохождения тока через электролит ионы подходят к электродам и нейтрализуются, оседая на них. Законы электролиза Фарадея определяют массу вещества, выделившегося на электродах.

Существует также электрический ток электронов в вакууме, который используется в электронно-лучевых приборах.

Общие выводы

Таким образом, рассматривая тему как распространяется электрический ток в разных средах, можно отметить: в газах упорядоченное движение начинается под воздействием электрического поля.

Электрический ток в различных средах – растворы и расплавы электролитов. Многие электролиты в обычном своем состоянии являются диэлектриками. Но после растворения их в воде, эти вещества становятся проводниками. Данный процесс получил название электролитической диссоциации. Электрический ток в разных средах раствором протекает под воздействием внешнего электрополя. При этом одни ионы движутся к катоду, а другие – к аноду.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации