Оригинальные учебные работы для студентов


Контрольная электрический ток в различных средах

Библиографический список Электрический ток в газах В обычных условиях газ - это диэлектрик, то есть состоит из нейтральных атомов и молекул и не содержит свободных носителей эл. 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. Носителями зарядов являются положительные ионы и электроны.

Газовый разряд наблюдается в газоразрядных трубках лампах при воздействии электрического или магнитного поля. Рекомбинация заряженных частиц - газ перестает быть проводником, если ионизация прекращается, это происходит в следствие рекомбинации воссоединения противоположно заряженных частиц.

Контрольная электрический ток в различных средах самостоятельный и несамостоятельный газовый разряд. Опыт показывает, что две разноименно заряженные пластины, разделенные слоем воздуха, не разряжаются.

Обычно вещество в газообразном состоянии является изолятором, так как атомы или молекулы, из которых оно состоит, содержат одинаковое число отрицательныхи положительных электрических зарядов и в целом нейтральны.

Внесем в пространство между пластинами пламя спички или спиртовки рис. При этом электрометр начнет быстро разряжаться. Следовательно, воздух под действием пламени стал проводником.

При вынесении пламени из пространства между пластинами разряд электрометра прекращается. Такой же результат можно получить, облучая пластины светом электрической дуги. Эти опыты доказывают, что газ может стать проводником электрического тока. Явление прохождения электрического тока через газ, наблюдаемое только при условии контрольная электрический ток в различных средах внешнего воздействия, называется несамостоятельным электрическим разрядом.

Нагревание газа делает его проводником электрического тока, потому что часть атомов или молекул газа превращается в заряженные ионы. Для отрыва электрона от атома необходимо совершить работу против сил кулоновского притяжения между положительно заряженным ядром и отрицательным электроном.

  • В результате образуется двойной электрический слой, и возникает контактное электрическое поле, которое препятствует дальнейшей диффузии основных носителей заряда;
  • При этом электрометр начнет быстро разряжаться;
  • Уроки физики Кирилла и Мефодия 8 Физика в шк;
  • Различают два типа примесной проводимости — электронную и дырочную проводимости;
  • Электроны и ионы плазмы могут перемещаться под действием электрического поля;
  • Производство, передача и использование электрической энергии.

Процесс отрыва электрона от атома называется ионизацией атома. Минимальная энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома или молекулы, называется энергией связи.

Электрон может быть оторван от атома при соударении двух атомов, если их кинетическая энергия превышает энергию связи электрона.

  • Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе;
  • Изменения давления в плазменном канале молнии при увеличении силы тока и прекращении разряда вызывают звуковые явления, называемые громом;
  • В результате участок n-полупроводника, граничащий с контактом, будет обеднен электронами, и в нем образуется избыточный положительный заряд, обусловленный наличием оголенных ионов примеси.

Кинетическая энергия теплового движения атомов или молекул прямо пропорциональна абсолютной температуре, поэтому с повышением температуры газа увеличивается число соударений атомов или молекул, сопровождающихся ионизацией. Процесс возникновения свободных электронов и положительных ионов в результате столкновений атомов и молекул газа контрольная электрический ток в различных средах высокой температуре называется термической ионизацией. Газ, в котором значительная часть атомов или молекул ионизована, называется плазмой.

Степень термической ионизации плазмы зависит контрольная электрический ток в различных средах температуры. Электроны ионы плазмы могут перемещаться под действием электрического поля. Таким образом, при низких температурах газ является изолятором, при высоких температурах превращается в плазму и становится проводником электрического тока. Энергия, необходимая для отрыва электрона от атома или молекулы, может быть передана светом.

Ионизация атомов или молекул под действием света называется фотоионизацией. При увеличении напряженности электрического поля до некоторого определенного значения, зависящего от природы газа и его давления, в газе возникает электрический ток и без воздействия внешних ионизаторов. Явление прохождения через газ электрического тока, не зависящего от действия внешних ионизаторов, называется самостоятельным электрическим разрядом. В воздухе при атмосферном давлении самостоятельный электрический разряд возникает при напряженности электрического поля, равной примерно.

Основной механизм ионизации газа при самостоятельном электрическом разряде — ионизация атомов и молекул вследствие ударов электрона. Ионизация электронным ударом становится возможной тогда, когда электрон при свободном пробеге приобретет кинетическую энергию, превышающую энергию связи W электрона с атомом.

Кинетическая энергия Wк электрона, приобретаемая под действием электрического поля напряженностьюравна работе сил электрического поля: Энергия связи электронов в атомах и молекулах обычно выражается в электронволътах эВ. Энергия ионизации атома водорода, например, равна 13,6 эВ. Развитие самостоятельного электрического разряда в газе протекает следующим образом.

Тестовое задание по физике "Электрический ток в различных средах"

Свободный электрон под действием электрического поля приобретает ускорение. Если напряженность электрического поля достаточно велика, электрон при свободном пробеге настолько увеличивает кинетическую энергию, что при соударении с молекулой ионизует.

Первый электрон, вызвавший ионизацию молекулы, и второй электрон, освобожденный в результате ионизации, под действием электрического поля приобретают ускорение в направлении от катода к аноду.

Каждый из них при следующих соударениях освобождает еще по одному электрону и общее число свободных электронов становится равным четырем. Затем таким же образом оно увеличивается до 8, 16, 32, 64 и т. Число свободных электронов, движущихся от катода к аноду, нарастает лавинообразно до тех пор, пока они не достигнут анода контрольная электрический ток в различных средах. Положительные ионы, возникшие в газе, движутся под действием электрического поля от анода к катоду.

  • Диссоциация молекул сульфата меди происходит по схеме Нейтральные атомы меди отлагаются в виде твердого осадка на катоде;
  • Кинетическая энергия электрона к моменту соударения его в конце свободного пробега свободный пробег электрона - расстояние между двумя соседними ударами Обозначим время свободного пробега интервал времени, за которое электрон проходит длину свободного пробега через т;
  • Несамостоятельный газовый разряд 8 2;
  • В одном случае в образец германия добавили трехвалентный индий, в другом —пятивалентный бор;
  • Носители электрического тока в различных средах и вольт-амперные характеристики обобщены в табл.

При ударах положительных ионов о контрольная электрический ток в различных средах и под действием света, излучаемого в процессе разряда, с катода могут освобождаться новые электроны.

Эти электроны в свою очередь разгоняются электрическим полем и создают новые электронно-ионные лавины, поэтому процесс может контрольная электрический ток в различных средах непрерывно.

Концентрация ионов в плазме по мере развития самостоятельного разряда увеличивается, а электрическое сопротивление разрядного промежутка уменьшается. Сила тока в цепи самостоятельного разряда обычно определяется лишь внутренним сопротивлением источника тока и электрическим сопротивлением других элементов цепи. Если источник тока не способен поддерживать самостоятельный электрический разряд в течение длительного времени, то происходящий самостоятельный разряд называется искровым разрядом.

Искровой разряд прекращается через короткий промежуток времени после начала разряда в результате значительного уменьшения напряжения. Примеры искрового разряда — искры, возникающие при расчесывании волос, разделении листов бумаги, разряде конденсатора.

Самостоятельный электрический разряд представляют собой и молнии, наблюдаемые во время грозы. Сила тока в канале молнии достигает 10 000—20 000 А, длительность импульса тока составляет несколько десятков микросекунд. Самостоятельный электрический разряд между грозовым облаком и Землей после нескольких ударов молнии сам собою прекращается, так как большая часть избыточных электрических зарядов в грозовом облаке нейтрализуется электрическим током, протекающим по плазменному каналу молнии рис.

При увеличении силы тока в канале молнии происходит нагревание плазмы до температуры свыше 10 000 К. Изменения давления в плазменном канале молнии при увеличении силы тока и прекращении разряда вызывают звуковые явления, называемые громом.

При понижении давления газа в разрядном промежутке разрядный канал становится более широким, а затем светящейся плазмой контрольная электрический ток в различных средах равномерно заполнена вся разрядная трубка.

Этот вид самостоятельного электрического разряда в газах называется тлеющим разрядом рис. Если сила тока в самостоятельном газовом разряде очень велика, то удары положительных ионов и электронов могут вызвать разогревание катода и анода. С поверхности катода при высокой температуре происходит эмиссия электронов, обеспечивающая поддержание самостоятельного разряда в газе. Длительный самостоятельный электрический разряд в газах, поддерживающийся за счет термоэлектронной эмиссии с катода, называется дуговым разрядом рис.

В сильно неоднородных электрических полях, образующихся, например, между острием и плоскостью или между проводом и плоскостью линия электропередачивозникает самостоятельный разряд особого вида, называемый коронным разрядом.

При коронном разряде ионизация электронным ударом происходит лишь вблизи одного из контрольная электрический ток в различных средах, в области с высокой напряженностью электрического поля. Удары электронов, разгоняемых электрическим полем, приводят не только к ионизации атомов и молекул газа, но и к возбуждению атомов и молекул, сопровождающемуся излучением света. Световое излучение плазмы самостоятельного электрического разряда широко используется в народном хозяйстве и в быту.

Это лампы дневного света и газоразрядные лампы уличного, освещения, электрическая дуга в кинопроекционном аппарате и ртутно-кварцевые лампы, применяемые в больницах и поликлиниках.

Высокая температура плазмы дугового разряда позволяет применять его для резки и сварки металлических конструкций, для плавки металлов. Контрольная электрический ток в различных средах помощью искрового разряда ведется обработка деталей из самых твердых материалов.

Электрический разряд в газах бывает и нежелательным явлением, с которым в технике необходимо бороться. Так, например, коронный электрический разряд с проводов высоковольтных линий электропередач приводит к бесполезным потерям электроэнергии.

Контрольная работа “Электрический ток в различных средах”

Возрастание этих потерь с увеличением напряжения ставит предел на пути дальнейшего увеличения напряжения в линии электропередач, тогда как для уменьшения потерь энергии на нагревание проводов такое повышение весьма желательно. Электрический ток в полупроводниках По значению удельного электрического сопротивления полупроводники занимают промежуточное место между хорошими проводниками и диэлектриками.

К числу полупроводников относятся многие химические элементы германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и др. Почти все неорганические вещества окружающего нас мира — полупроводники. Качественное отличие полупроводников от металлов проявляется прежде всего в зависимости удельного сопротивления от температуры. С понижением температуры сопротивление металлов падает. У полупроводников, напротив, с понижением температуры сопротивление возрастает и вблизи абсолютного нуля они практически становятся изоляторами рис.

Механизм электрического тока контрольная электрический ток в различных средах полупроводниках нельзя контрольная электрический ток в различных средах в рамках модели газа свободных электронов. Рассмотрим качественно этот механизм на примере германия Ge. В кристалле кремния Si механизм аналогичен. Атомы германия имеют четыре слабо связанных электрона на внешней оболочке.

Их называют валентными электронами. В кристаллической решетке каждый атом окружен четырьмя ближайшими соседями. Связь между атомами в кристалле германия является ковалентной, то есть осуществляется парами валентных электронов.

Каждый валентный электрон принадлежит двум атомам. Валентные электроны в кристалле германия гораздо сильнее связаны с атомами, чем в металлах; поэтому концентрация электронов проводимости при комнатной температуре в полупроводниках на много контрольная электрический ток в различных средах меньше, чем у металлов. Вблизи абсолютного нуля температуры в кристалле германия все электроны заняты в образовании связей.

Такой кристалл электрического тока не проводит. Парно-электронные связи в кристалле германия и образование электронно-дырочной пары. При повышении температуры некоторая часть валентных электронов может получить энергию, достаточную для разрыва ковалентных связей. Тогда в кристалле возникнут свободные электроны электроны проводимости. Одновременно в местах разрыва связей образуются вакансии, которые не заняты электронами.

Вакантное место может быть занято валентным электроном из соседней пары, тогда дырка переместиться на новое место в кристалле.

VK
OK
MR
GP