Prikaz električne provodljivosti različitih supstanci. Prezentacija na temu "električna struja u raznim medijima"

Za stvaranje električne struje u mediju potrebno je: - prisustvo nabijenih čestica u tom mediju; - vanjsko električno polje. Ovi uslovi se različito ispunjavaju u različitim sredinama. Razmotrimo neke od njih: - metali; - tečnosti; - gasovi. Električna struja u tečnostima

Zovu se otopine soli, kiselina i baza koje mogu provoditi električnu struju elektroliti.
Prolazak električne struje kroz elektrolit nužno je praćen oslobađanjem tvari u čvrstom ili plinovitom stanju na površini elektroda.
Oslobađanje supstance na elektrodama pokazuje da u elektrolitima električni naboj nose naelektrisani atomi supstance - joni.
Ovaj proces se zove
elektroliza.

Provodljivost elektrolita Vodljivost tekućih elektrolita objašnjava se činjenicom da se neutralni molekuli soli, kiselina i baza, kada se otopi u vodi, raspadaju na negativne i pozitivne ione. U električnom polju ioni se kreću i stvaraju električnu struju. Zakon elektrolize

Faradejev zakon:
masa tvari koja se oslobađa na elektrodi za vrijeme ∆t tokom prolaska električne struje proporcionalna je jačini struje i vremenu:
m= kI∆t.
Ova jednačina se zove zakon elektrolize. Koeficijent k, u zavisnosti od otpuštene supstance, naziva se elektrohemijski ekvivalent supstance.

Kao primjer, razmotrimo fenomen elektrolize pri propuštanju električne struje kroz otopinu bakar sulfata CuSO4 sa bakrenim elektrodama spuštenim u njega.

Budući da ovaj hemijski proces traje dugo (po našem iskustvu – 30 minuta), bakar (crveni talog) se taloži na katodi, oslobođen iz elektrolita. U ovom slučaju, elektrolit, umjesto molekula bakra koji su otišli na katodu, prima nove molekule bakra zbog rastvaranja druge elektrode - anode.

Primjena elektrolize

Fenomen elektrolize se primjenjuje u praksi
- za dobijanje mnogih metala iz rastvora soli;
- za zaštitu od oksidacije ili za dekoraciju - razni predmeti i dijelovi strojeva premazani su tankim slojevima metala kao što su hrom, nikl, srebro, zlato;
- u galvanoplastici – dobijanje ljuštivih premaza;
- nabaviti elektronske ploče (osnova svih elektronskih proizvoda);
- kreirati kopije sa reljefnih površina;
- dobiti stereotipe za visokokvalitetne štampane knjige.

Električna struja u metalima

Iskustvo R. Tolmana - T. Stew-art

Određivanje brzine kretanja elektrona u metalima. Otpor provodnika je direktno proporcionalan temperaturi.

Grafikon specifičnog otpora
zavisno od temperature

To se izražava formulama:
R=R0(1+ αt), ρ = ρ0 (1+αt).
Ovdje je α temperaturni koeficijent otpora. Njegove vrijednosti su vrlo male i definirane su u tablici otpornosti.
Za čiste metale: α = 1/273 K-1.
Za legure: 10-5 – 10-6 K -1

Struja u metalnom provodniku povećava temperaturu samog provodnika, kao rezultat toga, povećava se njegova dužina i provodnik opada. Primjena temperaturne ovisnosti otpora

Otporni termometar

Superprovodljivost

Ovo je svojstvo nekih materijala da imaju striktno nulti električni otpor
dostižu temperaturu
ture ispod određene vrijednosti. Ima ih 26
čisti elementi, legure koje se pretvaraju u superprovodnike
trenutna drzava.

Električna struja u plinovima

Plinovi u svom normalnom stanju su dielektrici jer se sastoje od električno neutralnih atoma i molekula i stoga ne provode elektricitet.
Samo jonizovani gasovi mogu biti provodnici,
koji sadrže elektrone, pozitivne i negativne ione.
U ovom slučaju okolina zahtijeva vanjski jonizator.
Ulogu takvog ionizatora igraju grijanje i zračenje.
Prolaz električne struje kroz gasove naziva se gasno pražnjenje.

Razlikuju se plinska pražnjenja:

Nesamoodrživo plinsko pražnjenje je pražnjenje koje, nakon što je nastalo u prisustvu električnog polja, može postojati samo pod utjecajem vanjskog ionizatora.

Samopražnjenje - plinsko pražnjenje u kojem nosioci struje nastaju kao rezultat procesa u plinu koji su uzrokovani naponom primijenjenim na plin.
To jest, ovo pražnjenje se nastavlja čak i nakon što ionizator prestane da radi.
Sorte ove kategorije:
- iskra;
- luk;
- kruna;
- tinja.

Iskreni pražnjenje

Iskreni pražnjenje
nastaje između dvije elektrode napunjene različitim nabojima i koje imaju veliku potencijalnu razliku. Kratkoročno je, njegov mehanizam je elektronski šok.
Munja je vrsta varničnog pražnjenja.

Lučno pražnjenje

Ako se nakon prijema iskrističnog pražnjenja iz snažnog izvora razmak između elektroda postepeno smanjuje, tada isprekidano pražnjenje postaje kontinuirano; pojavljuje se novi oblik plinskog pražnjenja, tzv. lučno pražnjenje .

Primjena lučnog pražnjenja:

Osvetljenje
Zavarivanje
Merkurov luk.

Corona discharge

U visoko nehomogenim električnim poljima, nastalim, na primjer, između vrha i ravnine ili između žice dalekovoda i površine Zemlje, u plinovima se javlja poseban oblik samopražnjenja,
nazvano koronsko pražnjenje.

Primjena koronskog pražnjenja

Gromobran(Procjenjuje se da se oko 1.800 grmljavina istovremeno javlja u atmosferi čitavog globusa, proizvodeći u prosjeku oko 100 udara groma u sekundi. Stoga je zaštita od groma važan zadatak).

Sjajno pražnjenje

Ovo je pražnjenje koje se javlja pri niskom pritisku.
Kako pritisak opada, srednja slobodna putanja elektrona se povećava i tokom vremena između sudara uspeva da dobije dovoljno energije za jonizaciju u električnom polju nižeg intenziteta. Pražnjenje se vrši elektronsko-jonskom lavinom.
Helium Neon Xenon

Spisak korištenih izvora

1. Primjena elektrolize:
https://fs00.infourok.ru/images/doc/161/185478/img7.jpg
2. Iskustvo T. Stewarta - R. Tolmana:
https://fs00.infourok.ru/images/doc/86/103927/hello_html_m5ab75448.gif
3. Grafikon otpora:
- https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/0eea/000097a1-40f35dcb/310/img9.jpg
4. Elektrometar:
http://edufuture.biz/images/e/e5/A16.28.jpg
5. patent zatvarač:
http://thoughts-about-life.ru/wp-content/uploads/2012/02/molniya-1024x768.jpg

6. Lučno pražnjenje:

6. Lučno pražnjenje:
http://sony.iiteco.ru/http/ftpfolder/Tesla/tesla1.jpg
http://900igr.net/datai/fizika/Tok-v-razlichnykh-sredakh/0032-025-Dugovoj-razrjad.jpg
7. Corona pražnjenje:
https://www.estnauki.ru/images/stories/kor-razr.jpg
http://turboz.ru/cmsdb/article_images/images/1194080299(1).jpg
8. Gromobran:
http://pandia.ru/text/77/296/images/image006_16.gif
9. Svjetleće pražnjenje:
http://taurus-nsk.rf/wp-content/gallery/molnia_udarila_rightinbuttchicks/zashchita-ot-molnii-poselka.jpg
10. Fizika: Udžbenik. za 10. razred opšte obrazovanje institucije / G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky. – 10. izd. – M.: Obrazovanje, 2011. – 336 str.

Primjena superprovodnika: Snažni elektromagneti koji rade bez potrošnje energije. (Ubrzivači čestica.) Kada bi bilo moguće stvoriti supravodljive materijale na temperaturama blizu sobne, postao bi moguć prijenos električne energije bez gubitaka.

Tečnosti: provodnici (rastvori kiselina, lužina i soli); provodnici (rastvori kiselina, lužina i soli); dielektrici (destilovana voda, kerozin...) dielektrici (destilovana voda, kerozin...) poluprovodnici (sulfidne taline, rastopljeni selen). poluprovodnici (sulfidne taline, rastopljeni selen).

Stepen disocijacije (udio molekula koji su se razbili na jone) Zavisi od: koncentracije otopine; koncentracija rastvora; dielektrična konstanta rastvora; dielektrična konstanta rastvora; temperatura (povećava se sa povećanjem temperature). temperatura (povećava se sa povećanjem temperature).

Električna struja u tečnostima Usmereno kretanje pozitivnih jona ka katodi i negativnih jona ka anodi Usmereno kretanje pozitivnih jona ka katodi i negativnih jona ka anodi U tečnim metalima - kretanje pozitivnih jona ka katodi i elektrona ka anodi. U tekućim metalima - kretanje pozitivnih iona do katode i elektrona do anode.

Masa supstance koja se oslobađa na elektrodi kada se naelektrisanje od 1 C prenese kroz rastvor. Masa supstance koja se oslobađa na elektrodi kada se naelektrisanje od 1 C prenese kroz rastvor. Odnos mase jona neke supstance i njenog naboja. Odnos mase jona neke supstance i njenog naboja.

Faradejeva konstanta Faradejeva konstanta Naboj koji se mora provući kroz rastvor 1-valentne supstance da bi se 1 mol supstance oslobodio na elektrodi. Naboj koji se mora proći kroz otopinu 1-valentne tvari da bi se 1 mol tvari oslobodio na elektrodi.

Primjena elektrolize Galvanizacija (prevlačenje). Galvanizacija (prevlačenje). Galvanoplastika (izrada kopija reljefnih objekata). Galvanoplastika (izrada kopija reljefnih objekata). Rafiniranje (čišćenje) metala. Rafiniranje (čišćenje) metala. Dobivanje čistih metala iz talina prirodnih spojeva. Dobivanje čistih metala iz talina prirodnih spojeva.

Slajd 2

Električna struja može teći u pet različitih medija:

Metals Vacuum Semiconductors Liquids Gases

Slajd 3

Električna struja u metalima:

Električna struja u metalima je uređeno kretanje elektrona pod utjecajem električnog polja. Eksperimenti pokazuju da kada struja teče kroz metalni provodnik, nikakva tvar se ne prenosi, pa metalni joni ne učestvuju u prijenosu električnog naboja.

Slajd 4

Eksperimenti Tolmana i Stewarta pružaju dokaze da metali imaju elektronsku provodljivost

Zavojnica s velikim brojem zavoja tanke žice tjerana je u brzu rotaciju oko svoje ose. Krajevi zavojnice su spojeni pomoću fleksibilnih žica na osjetljivi balistički galvanometar G. Neupletena zavojnica je naglo usporila, a kratkotrajna struja je nastala u krugu zbog inercije elektrona.

Slajd 5

Zaključak: 1.nosioci naboja u metalima su elektroni;

2. proces formiranja nosilaca naelektrisanja - socijalizacija valentnih elektrona; 3.snaga struje je direktno proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu provodnika - Omov zakon je zadovoljen; 4. tehnička primjena električne struje u metalima: namotaji motora, transformatora, generatora, ožičenja unutar zgrada, mreže za prijenos električne energije, energetski kablovi.

Slajd 6

Električna struja u vakuumu

Vakum je vrlo razrijeđen plin u kojem je srednja slobodna putanja čestice veća od veličine posude, odnosno molekula leti s jednog zida na drugi bez sudara s drugim molekulima. Kao rezultat toga, u vakuumu nema slobodnih nosača naboja i ne dolazi do električne struje. Za stvaranje nosača naboja u vakuumu koristi se fenomen termoionske emisije.

Slajd 7

TERMIČKA ELEKTRONSKA EMISIJA je fenomen “isparavanja” elektrona sa površine zagrijanog metala.

Metalna spirala obložena metalnim oksidom dovodi se u vakuum, zagrijava se električnom strujom (krug sa žarnom niti) i elektroni isparavaju s površine spirale, čijim kretanjem se može kontrolirati pomoću električnog polja.

Slajd 8

Na slajdu je prikazano uključivanje lampe s dvije elektrode

Ova lampa se zove vakuum dioda

Slajd 9

Ova elektronska cijev se zove vakuum TRIOD.

Ima treću elektrodu - rešetku, znak potencijala na kojoj kontroliše protok elektrona.

Slajd 10

Zaključci: 1. nosioci naboja – elektroni;

2. proces formiranja nosioca naboja – termoelektronska emisija; 3.Ohmov zakon nije ispunjen; 4.tehnička primjena - vakuumske cijevi (diode, triode), katodne cijevi.

Slajd 11

Električna struja u poluvodičima

Kada se zagreju ili osvetle, neki elektroni postaju sposobni da se slobodno kreću unutar kristala, tako da kada se primeni električno polje, dolazi do usmerenog kretanja elektrona. Poluprovodnici su križ između provodnika i izolatora. Poluprovodnici su čvrste supstance čija provodljivost zavisi od spoljašnjih uslova (uglavnom grejanja i osvetljenja).

Slajd 12

Kako temperatura pada, otpor metala se smanjuje. U poluvodičima, naprotiv, otpor raste sa padom temperature i blizu apsolutne nule oni praktično postaju izolatori.

Ovisnost otpornosti ρ čistog poluvodiča o apsolutnoj temperaturi T.

Slajd 13

Intrinzična provodljivost poluprovodnika

Atomi germanija imaju četiri slabo vezana elektrona u svojoj vanjskoj ljusci. Zovu se valentni elektroni. U kristalnoj rešetki, svaki atom je okružen sa svoja četiri najbliža susjeda. Veza između atoma u kristalu germanijuma je kovalentna, odnosno obavljaju je parovi valentnih elektrona. Svaki valentni elektron pripada dva atoma.Valentni elektroni u kristalu germanijuma su mnogo jače vezani za atome nego u metalima; Stoga je koncentracija elektrona provodljivosti na sobnoj temperaturi u poluvodičima mnogo reda veličine niža nego u metalima. Temperatura blizu apsolutne nule u kristalu germanijuma, svi elektroni su zauzeti u formiranju veza. Takav kristal ne provodi električnu struju.

Slajd 14

Formiranje para elektron-rupa

Sa povećanjem temperature ili povećanjem osvjetljenja, neki od valentnih elektrona mogu primiti energiju dovoljnu da razbiju kovalentne veze. Tada će se u kristalu pojaviti slobodni elektroni (elektroni provodljivosti). Istovremeno se stvaraju slobodna mjesta na mjestima gdje su veze prekinute, a koja nisu zauzeta elektronima. Ova slobodna radna mjesta se zovu "rupe".

Slajd 15

Nečistoća provodljivosti poluprovodnika

Vodljivost poluprovodnika u prisustvu nečistoća naziva se provodljivost nečistoća. Postoje dvije vrste provodljivosti nečistoća - elektronska i provodljivost šupljina.

Slajd 16

Elektronska i provodljivost rupa.

Ako nečistoća ima valencu veću od čistog poluvodiča, tada se pojavljuju slobodni elektroni. Konduktivnost – elektronska, donorska nečistoća, n-tip poluprovodnika. Ako nečistoća ima valenciju nižu od valencije čistog poluprovodnika, tada se pojavljuju prekidi veza – rupe. Provodljivost je rupa, akceptorska nečistoća, poluvodič p-tipa.

Slajd 17

Zaključci: 1. nosioci naboja – elektroni i rupe;

2. proces formiranja nosioca naboja - zagrijavanje, osvjetljavanje ili unošenje nečistoća; 3.Ohmov zakon nije ispunjen; 4.tehnička primjena – elektronika.

Slajd 18

Električna struja u tečnostima

Elektroliti se obično nazivaju provodljivi mediji u kojima je protok električne struje praćen prijenosom tvari. Nosioci slobodnih naboja u elektrolitima su pozitivno i negativno nabijeni ioni. Elektroliti su vodene otopine neorganskih kiselina, soli i lužina.

Slajd 19

Otpor elektrolita opada sa porastom temperature, jer se broj jona povećava sa povećanjem temperature.

Grafikon otpornosti elektrolita prema temperaturi.

Slajd 20

Fenomen elektrolize

To je oslobađanje tvari sadržanih u elektrolitima na elektrodama; Pozitivno nabijeni ioni (anjoni) pod utjecajem električnog polja teže negativnoj katodi, a negativno nabijeni ioni (kationi) teže pozitivnoj anodi. Na anodi negativni joni daju dodatne elektrone (reakcija oksidacije) Na katodi pozitivni ioni primaju elektrone koji nedostaju (reduktivni).

Slajd 21

Faradejevi zakoni elektrolize.

Zakoni elektrolize određuju masu supstance koja se oslobađa tokom elektrolize na katodi ili anodi tokom čitavog perioda prolaska električne struje kroz elektrolit. k je elektrohemijski ekvivalent supstance, numerički jednak masi supstance koja se oslobađa na elektrodi kada naelektrisanje od 1 C prođe kroz elektrolit.

Slajd 22

Zaključak: 1. nosioci naboja – pozitivni i negativni joni;

2. proces stvaranja nosioca naboja – elektrolitička disocijacija; 3.elektroliti se pridržavaju Ohmovog zakona; 4. Primjena elektrolize: proizvodnja obojenih metala (uklanjanje nečistoća - rafiniranje); galvanizacija - izrada premaza na metalu (niklovanje, hromiranje, pozlata, srebrenje itd.); galvanizacija - izrada ljuštećih premaza (reljef kopije).

Slajd 23

Električna struja u plinovima

Napunimo kondenzator i spojimo njegove ploče na elektrometar. Naboj na pločama kondenzatora ostaje neograničeno; nema prijenosa naboja s jedne ploče kondenzatora na drugu. Zbog toga zrak između ploča kondenzatora ne provodi struju. U normalnim uslovima nema provođenja električne struje bilo kakvim gasovima. Zagrijmo sada zrak u procjepu između ploča kondenzatora uvodeći u njega upaljeni plamenik. Elektrometar će pokazati pojavu struje, stoga se pri visokim temperaturama dio neutralnih molekula plina raspada na pozitivne i negativne ione. Ovaj fenomen se naziva jonizacija gasa.

Slajd 24

Prolazak električne struje kroz gas naziva se pražnjenje.

Pražnjenje koje postoji pod dejstvom spoljašnjeg ionizatora nije samoodrživo. Ako se djelovanje vanjskog ionizatora nastavi, tada se nakon određenog vremena uspostavlja unutrašnja ionizacija (jonizacija udarom elektrona) u plinu i pražnjenje postaje neovisno.

Slajd 25

Vrste samopražnjenja:

SPARK GLOW CORONA ARC

Slajd 26

Iskreni pražnjenje

Pri dovoljno velikoj jačini polja (oko 3 MV/m) između elektroda se pojavljuje električna iskra koja ima izgled jarko užarenog kanala za namotaje koji povezuje obje elektrode. Plin u blizini iskre se zagrijava do visoke temperature i naglo se širi, uzrokujući pojavu zvučnih valova i čujemo karakterističan zvuk pucketanja.

Slajd 27

Munja. Prekrasna i opasna prirodna pojava - munja - je iskre u atmosferi.

Već sredinom 18. stoljeća sugerirano je da grmljavinski oblaci nose velike električne naboje i da je munja ogromna iskra, koja se ne razlikuje osim po veličini od iskre između kuglica električne mašine. Na to je, na primjer, ukazao ruski fizičar i hemičar Mihail Vasiljevič Lomonosov (1711-1765), koji se, uz druga naučna pitanja, bavio atmosferskim elektricitetom.

Slajd 28

Električni luk (lučno pražnjenje)

Godine 1802. ruski fizičar V.V. Petrov (1761-1834) je otkrio da ako dva komada drvenog uglja pričvrstite na stupove velike električne baterije i, dovodeći ugalj u kontakt, lagano ih razmaknete, između krajeva uglja će se formirati sjajan plamen i krajevi samog uglja će postati belo užareni, emitujući zaslepljujuću svetlost.

Slajd 30

Bibliografija:

1. Kabardin O.F. Fizika: Referenca. materijala. Udžbenik priručnik za studente. – 5. izd., prerađeno. i dodatne – M.: Obrazovanje, 2003. web stranica

Pogledajte sve slajdove

Slajd 1

Prezentacija na temu: „Električna struja u raznim medijima“ Izvela Alisa Kravcova, ML br. 1, Magnitogorsk, 2009.

Slajd 2

Električna struja može teći u pet različitih medija: Metali Vakuum Poluvodiči Tečnosti Gasovi

Slajd 3

Električna struja u metalima: Električna struja u metalima je uređeno kretanje elektrona pod utjecajem električnog polja. Eksperimenti pokazuju da kada struja teče kroz metalni provodnik, nikakva tvar se ne prenosi, pa metalni joni ne učestvuju u prijenosu električnog naboja.

Slajd 4

Eksperimenti Tolmana i Stewarta dokaz su da metali imaju elektronsku provodljivost. Zavojnica s velikim brojem zavoja tanke žice tjerana je u brzu rotaciju oko svoje ose. Krajevi zavojnice su spojeni pomoću fleksibilnih žica na osjetljivi balistički galvanometar G. Neupletena zavojnica je naglo usporila, a kratkotrajna struja je nastala u krugu zbog inercije elektrona.

Slajd 5

Zaključak: 1.nosioci naboja u metalima su elektroni; 2. proces formiranja nosilaca naelektrisanja - socijalizacija valentnih elektrona; 3.snaga struje je direktno proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu provodnika - Omov zakon je zadovoljen; 4. tehnička primjena električne struje u metalima: namotaji motora, transformatora, generatora, ožičenja unutar zgrada, mreže za prijenos električne energije, energetski kablovi.

Slajd 6

Električna struja u vakuumu Vakum je vrlo razrijeđen plin u kojem je srednja slobodna putanja čestice veća od veličine posude, odnosno molekula leti s jedne stijenke posude na drugu bez sudara s drugim molekulima. Kao rezultat toga, u vakuumu nema slobodnih nosača naboja i ne dolazi do električne struje. Za stvaranje nosača naboja u vakuumu koristi se fenomen termoionske emisije.

Slajd 7

TERMIČKA ELEKTRONSKA EMISIJA je fenomen “isparavanja” elektrona sa površine zagrijanog metala. Metalna spirala obložena metalnim oksidom dovodi se u vakuum, zagrijava se električnom strujom (krug sa žarnom niti) i elektroni isparavaju s površine spirale, čijim kretanjem se može kontrolirati pomoću električnog polja.

Slajd 8

Na slajdu je prikazana lampa sa dvije elektrode koja se naziva vakuum dioda

Slajd 9

Ova elektronska cijev se zove vakuum TRIOD. Ima treću elektrodu - rešetku, znak potencijala na kojoj kontroliše protok elektrona.

Slajd 10

Zaključci: 1. nosioci naboja – elektroni; 2. proces formiranja nosioca naboja – termoelektronska emisija; 3.Ohmov zakon nije ispunjen; 4.tehnička primjena - vakuumske cijevi (diode, triode), katodne cijevi.

Slajd 11

Električna struja u poluvodičima Kada se zagrije ili osvijetli, neki elektroni postaju sposobni da se slobodno kreću unutar kristala, tako da kada se primjenjuje električno polje, dolazi do usmjerenog kretanja elektrona. Poluprovodnici su križ između provodnika i izolatora. Poluprovodnici su čvrste supstance čija provodljivost zavisi od spoljašnjih uslova (uglavnom grejanja i osvetljenja).

Slajd 12

Kako temperatura pada, otpor metala se smanjuje. U poluvodičima, naprotiv, otpor raste sa padom temperature i blizu apsolutne nule oni praktično postaju izolatori. Ovisnost otpornosti ρ čistog poluvodiča o apsolutnoj temperaturi T.

Slajd 13

Intrinzična provodljivost poluvodiča Atomi germanija imaju četiri slabo vezana elektrona u svojoj vanjskoj ljusci. Zovu se valentni elektroni. U kristalnoj rešetki, svaki atom je okružen sa svoja četiri najbliža susjeda. Veza između atoma u kristalu germanijuma je kovalentna, odnosno obavljaju je parovi valentnih elektrona. Svaki valentni elektron pripada dva atoma.Valentni elektroni u kristalu germanijuma su mnogo jače vezani za atome nego u metalima; Stoga je koncentracija elektrona provodljivosti na sobnoj temperaturi u poluvodičima mnogo reda veličine niža nego u metalima. Temperatura blizu apsolutne nule u kristalu germanijuma, svi elektroni su zauzeti u formiranju veza. Takav kristal ne provodi električnu struju.

Slajd 14

Formiranje para elektron-rupa Kako temperatura raste ili osvjetljenje raste, neki od valentnih elektrona mogu primiti energiju dovoljnu da razbiju kovalentne veze. Tada će se u kristalu pojaviti slobodni elektroni (elektroni provodljivosti). Istovremeno se stvaraju slobodna mjesta na mjestima gdje su veze prekinute, a koja nisu zauzeta elektronima. Ova slobodna radna mjesta se zovu "rupe".

Slajd 15

Nečistoća provodljivosti poluprovodnika Vodljivost poluprovodnika u prisustvu nečistoća naziva se provodljivost nečistoća. Postoje dvije vrste provodljivosti nečistoća - elektronska i provodljivost šupljina.

Slajd 16

Elektronska i provodljivost rupa. Ako nečistoća ima valencu veću od čistog poluvodiča, tada se pojavljuju slobodni elektroni. Konduktivnost – elektronska, donorska nečistoća, n-tip poluprovodnika. Ako nečistoća ima valenciju nižu od valencije čistog poluprovodnika, tada se pojavljuju prekidi veza – rupe. Provodljivost je rupa, akceptorska nečistoća, poluvodič p-tipa.

Slajd 17

Zaključci: 1. nosioci naboja – elektroni i rupe; 2. proces formiranja nosioca naboja - zagrijavanje, osvjetljavanje ili unošenje nečistoća; 3.Ohmov zakon nije ispunjen; 4.tehnička primjena – elektronika.

Slajd 18

Električna struja u tekućinama Elektroliti se obično nazivaju provodljivi mediji u kojima je tok električne struje praćen prijenosom tvari. Nosioci slobodnih naboja u elektrolitima su pozitivno i negativno nabijeni ioni. Elektroliti su vodene otopine neorganskih kiselina, soli i lužina.

Slajd 19

Otpor elektrolita opada sa porastom temperature, jer se broj jona povećava sa povećanjem temperature. Grafikon otpornosti elektrolita prema temperaturi.

Slajd 20

Fenomen elektrolize je oslobađanje supstanci uključenih u elektroliti na elektrodama; Pozitivno nabijeni ioni (anioni) pod utjecajem električnog polja teže negativnoj katodi, a negativno nabijeni ioni (katjoni) teže pozitivnoj anodi. Na anodi negativni ioni daju dodatne elektrone (reakcija oksidacije), a na katodi pozitivni ioni primaju elektrone koji nedostaju (reakcija redukcije).

Slajd 21

Faradejevi zakoni elektrolize. Zakoni elektrolize određuju masu supstance koja se oslobađa tokom elektrolize na katodi ili anodi tokom čitavog perioda prolaska električne struje kroz elektrolit. k je elektrohemijski ekvivalent supstance, numerički jednak masi supstance koja se oslobađa na elektrodi kada naelektrisanje od 1 C prođe kroz elektrolit.

Slajd 22

Zaključak: 1. nosioci naboja – pozitivni i negativni joni; 2. proces stvaranja nosioca naboja - elektrolitička disocijacija; 3.elektroliti se pridržavaju Ohmovog zakona; 4. Primena elektrolize: proizvodnja obojenih metala (uklanjanje nečistoća - rafinacija); galvanizacija - dobijanje premaza na metalu (niklovanje, hromiranje, pozlaćivanje, posrebrivanje, itd.); galvanoplastika - izrada ljuštivih premaza (reljefnih kopija).

Slajd 23

Električna struja u plinovima Napunimo kondenzator i spojimo njegove ploče na elektrometar. Naboj na pločama kondenzatora ostaje neograničeno; nema prijenosa naboja s jedne ploče kondenzatora na drugu. Zbog toga zrak između ploča kondenzatora ne provodi struju. U normalnim uslovima nema provođenja električne struje bilo kakvim gasovima. Zagrijmo sada zrak u procjepu između ploča kondenzatora uvodeći u njega upaljeni plamenik. Elektrometar će pokazati pojavu struje, stoga se pri visokim temperaturama dio neutralnih molekula plina raspada na pozitivne i negativne ione. Ovaj fenomen se naziva jonizacija gasa.

Slajd 1

Prezentacija na temu: “Električna struja u raznim medijima”

Izvodi Alisa Kravcova, ML br. 1, Magnitogorsk, 2009.

Slajd 2

Električna struja može teći u pet različitih medija:

Metals Vacuum Semiconductors Liquids Gases

Slajd 3

Električna struja u metalima:

Slajd 4

Eksperimenti Tolmana i Stewarta pružaju dokaze da metali imaju elektronsku provodljivost

Slajd 5

Zaključak: 1.nosioci naboja u metalima su elektroni;

Slajd 6

Električna struja u vakuumu

Slajd 7

TERMIČKA ELEKTRONSKA EMISIJA je fenomen “isparavanja” elektrona sa površine zagrijanog metala.

Slajd 8

Na slajdu je prikazano uključivanje lampe s dvije elektrode

Ova lampa se zove vakuum dioda

Slajd 9

Ova elektronska cijev se zove vakuum TRIOD.

Ima treću elektrodu - rešetku, znak potencijala na kojoj kontroliše protok elektrona.

Slajd 10

Zaključci: 1. nosioci naboja – elektroni;

2. proces formiranja nosioca naboja – termoelektronska emisija; 3.Ohmov zakon nije ispunjen; 4.tehnička primjena - vakuumske cijevi (diode, triode), katodne cijevi.

Slajd 11

Električna struja u poluvodičima

Poluprovodnici su čvrste supstance čija provodljivost zavisi od spoljašnjih uslova (uglavnom grejanja i osvetljenja).

Slajd 12

Kako temperatura pada, otpor metala se smanjuje. U poluvodičima, naprotiv, otpor raste sa padom temperature i blizu apsolutne nule oni praktično postaju izolatori.

Ovisnost otpornosti ρ čistog poluvodiča o apsolutnoj temperaturi T.

Slajd 13

Intrinzična provodljivost poluprovodnika

Slajd 14

Formiranje para elektron-rupa

Slajd 15

Nečistoća provodljivosti poluprovodnika

Vodljivost poluprovodnika u prisustvu nečistoća naziva se provodljivost nečistoća. Postoje dvije vrste provodljivosti nečistoća - elektronska i provodljivost šupljina.

Slajd 16

Elektronska i provodljivost rupa.

Ako nečistoća ima valencu veću od čistog poluvodiča, tada se pojavljuju slobodni elektroni. Konduktivnost – elektronska, donorska nečistoća, n-tip poluprovodnika.

Ako nečistoća ima valenciju nižu od valencije čistog poluprovodnika, tada se pojavljuju prekidi veza – rupe. Provodljivost je rupa, akceptorska nečistoća, poluvodič p-tipa.

Slajd 17

Zaključci: 1. nosioci naboja – elektroni i rupe;

2. proces formiranja nosioca naboja - zagrijavanje, osvjetljavanje ili unošenje nečistoća; 3.Ohmov zakon nije ispunjen; 4.tehnička primjena – elektronika.

Slajd 18

Električna struja u tečnostima

Slajd 19

Otpor elektrolita opada sa porastom temperature, jer se broj jona povećava sa povećanjem temperature.

Grafikon otpornosti elektrolita prema temperaturi.

Slajd 20

Fenomen elektrolize

To je oslobađanje na elektrodama tvari uključenih u elektroliti; Pozitivno nabijeni ioni (anioni) pod utjecajem električnog polja teže negativnoj katodi, a negativno nabijeni ioni (katjoni) teže pozitivnoj anodi. Na anodi negativni ioni daju dodatne elektrone (reakcija oksidacije), a na katodi pozitivni ioni primaju elektrone koji nedostaju (reakcija redukcije).

Slajd 21

Faradejevi zakoni elektrolize.

Zakoni elektrolize određuju masu supstance koja se oslobađa tokom elektrolize na katodi ili anodi tokom čitavog perioda prolaska električne struje kroz elektrolit.

k je elektrohemijski ekvivalent supstance, numerički jednak masi supstance koja se oslobađa na elektrodi kada naelektrisanje od 1 C prođe kroz elektrolit.

Slajd 22

Zaključak: 1. nosioci naboja – pozitivni i negativni joni;

2. proces stvaranja nosioca naboja - elektrolitička disocijacija; 3.elektroliti se pridržavaju Ohmovog zakona; 4. Primena elektrolize: proizvodnja obojenih metala (uklanjanje nečistoća - rafinacija); galvanizacija - dobijanje premaza na metalu (niklovanje, hromiranje, pozlaćivanje, posrebrivanje, itd.); galvanoplastika - izrada ljuštivih premaza (reljefnih kopija).