Prezentácia elektrickej vodivosti rôznych látok. Prezentácia na tému "elektrický prúd v rôznych médiách"

Na vytvorenie elektrického prúdu v médiu je potrebné: - prítomnosť nabitých častíc v tomto médiu; - vonkajšie elektrické pole. Tieto podmienky sú v rôznych prostrediach splnené rôzne. Zoberme si niektoré z nich: - kovy; - kvapaliny; - plyny. Elektrický prúd v kvapalinách

Roztoky solí, kyselín a zásad, ktoré môžu viesť elektrický prúd, sa nazývajú elektrolytov.
Prechod elektrického prúdu cez elektrolyt je nevyhnutne sprevádzaný uvoľňovaním látky v pevnom alebo plynnom stave na povrchu elektród.
Uvoľňovanie látky na elektródach ukazuje, že v elektrolytoch sú elektrické náboje prenášané nabitými atómami látky - ióny.
Tento proces sa nazýva
elektrolýza.

Vodivosť elektrolytov Vodivosť kvapalných elektrolytov sa vysvetľuje skutočnosťou, že pri rozpustení vo vode sa neutrálne molekuly solí, kyselín a zásad rozpadajú na záporné a kladné ióny. V elektrickom poli sa ióny pohybujú a vytvárajú elektrický prúd. Zákon elektrolýzy

Faradayov zákon:
hmotnosť látky uvoľnenej na elektróde za čas ∆t pri prechode elektrického prúdu je úmerná sile prúdu a času:
m = kI∆t.
Táto rovnica sa nazýva zákon elektrolýzy. Koeficient k v závislosti od uvoľnenej látky sa nazýva elektrochemický ekvivalent látky.

Ako príklad uvažujme jav elektrolýzy pri prechode elektrického prúdu cez roztok síranu meďnatého CuSO4 s medenými elektródami spustenými do neho.

Keďže tento chemický proces trvá dlho (podľa našich skúseností 30 minút), na katóde sa uvoľňuje meď (červená usadenina), ktorá sa uvoľňuje z elektrolytu. V tomto prípade elektrolyt namiesto molekúl medi, ktoré išli na katódu, dostáva nové molekuly medi v dôsledku rozpustenia druhej elektródy - anódy.

Aplikácie elektrolýzy

V praxi sa uplatňuje fenomén elektrolýzy
- na získanie mnohých kovov zo soľného roztoku;
- na ochranu pred oxidáciou alebo na dekoráciu - rôzne predmety a časti strojov sú potiahnuté tenkými vrstvami kovov ako chróm, nikel, striebro, zlato;
- v galvanoplastike – získavanie odlupovateľných povlakov;
- získať elektronické dosky (základ všetkých elektronických produktov);
- vytvárať kópie z reliéfnych plôch;
- získať stereotypy pre kvalitné tlačené knihy.

Elektrický prúd v kovoch

Skúsenosti R. Tolmana - T. Stew-art

Stanovenie rýchlosti pohybu elektrónov v kovoch. Odpor vodiča je priamo úmerný teplote.

Graf špecifického odporu
teplotne závislé

To je vyjadrené vzorcami:
R = R° (1+ at), p = p° (1 + at).
Tu je α teplotný koeficient odporu. Jeho hodnoty sú veľmi malé a sú definované v tabuľke odporu.
Pre čisté kovy: α = 1/273 K-1.
Pre zliatiny: 10-5 – 10-6 K -1

Prúd v kovovom vodiči zvyšuje teplotu samotného vodiča, v dôsledku čoho sa zväčšuje jeho dĺžka a vodič sa prehýba. Aplikácia teplotnej závislosti odporu

Odporový teplomer

Supravodivosť

Toto je vlastnosť niektorých materiálov mať striktne nulový elektrický odpor
dosiahnu teplotu
zájazdy pod určitú hodnotu. Je ich 26
čisté prvky, zliatiny meniace sa na supravodič
Aktuálny stav.

Elektrický prúd v plynoch

Plyny sú vo svojom normálnom stave dielektriká, pretože pozostávajú z elektricky neutrálnych atómov a molekúl, a preto nevedú elektrinu.
Vodičmi môžu byť iba ionizované plyny,
ktoré obsahujú elektróny, kladné a záporné ióny.
V tomto prípade si prostredie vyžaduje externý ionizátor.
Úlohu takéhoto ionizátora zohráva vykurovanie a žiarenie.
Prechod elektrického prúdu cez plyny je tzv výboj plynu.

Rozlišujú sa plynové výboje:

Nesamostatný výboj plynu je výboj, ktorý vzniká v prítomnosti elektrického poľa a môže existovať iba pod vplyvom externého ionizátora.

Samovybíjanie - výboj plynu, pri ktorom vznikajú nosiče prúdu ako výsledok procesov v plyne, ktoré sú spôsobené napätím aplikovaným na plyn.
To znamená, že tento výboj pokračuje aj po tom, čo ionizátor prestane fungovať.
Odrody tejto kategórie:
- iskra;
- oblúk;
- koruna;
- tlejúci.

Iskrový výboj

Iskrový výboj
sa vyskytuje medzi dvoma elektródami nabitými rôznymi nábojmi a s veľkým potenciálovým rozdielom. Je krátkodobý, jeho mechanizmom je elektronický výboj.
Blesk je druh iskrového výboja.

Oblúkový výboj

Ak sa po prijatí iskrového výboja z výkonného zdroja vzdialenosť medzi elektródami postupne zmenšuje, potom sa prerušovaný výboj stane kontinuálnym; objaví sa nová forma výboja plynu, tzv. oblúkový výboj .

Aplikácia oblúkového výboja:

Osvetlenie
Zváranie
Ortuťový oblúk.

Korónový výboj

Vo vysoko nehomogénnych elektrických poliach, vytvorených napríklad medzi hrotom a rovinou alebo medzi drôtom elektrického vedenia a povrchom Zeme, dochádza v plynoch k zvláštnej forme samovybíjania,
nazývaný korónový výboj.

Aplikácia korónového výboja

Bleskozvod(Odhaduje sa, že v atmosfére celej zemegule sa súčasne vyskytuje asi 1 800 búrok, ktoré produkujú v priemere asi 100 bleskov za sekundu. Preto je ochrana pred bleskom dôležitou úlohou).

Žiarivý výboj

Ide o výboj, ktorý sa vyskytuje pri nízkom tlaku.
S klesajúcim tlakom sa zväčšuje stredná voľná dráha elektrónu a v čase medzi zrážkami stihne získať dostatok energie na ionizáciu v elektrickom poli s menšou intenzitou. Výboj sa uskutočňuje pomocou elektrón-iónovej lavíny.
Héliový neónový xenón

Zoznam použitých zdrojov

1. Aplikácia elektrolýzy:
https://fs00.infourok.ru/images/doc/161/185478/img7.jpg
2. Skúsenosti T. Stewarta - R. Tolmana:
https://fs00.infourok.ru/images/doc/86/103927/hello_html_m5ab75448.gif
3. Graf odporu:
- https://ds04.infourok.ru/uploads/ex/0eea/000097a1-40f35dcb/310/img9.jpg
4. Elektrometer:
http://edufuture.biz/images/e/e5/A16.28.jpg
5. Zips:
http://thoughts-about-life.ru/wp-content/uploads/2012/02/molniya-1024x768.jpg

6. Oblúkový výboj:

6. Oblúkový výboj:
http://sony.iiteco.ru/http/ftpfolder/Tesla/tesla1.jpg
http://900igr.net/datai/fizika/Tok-v-razlichnykh-sredakh/0032-025-Dugovoj-razrjad.jpg
7. Korónový výboj:
https://www.estnauki.ru/images/stories/kor-razr.jpg
http://turboz.ru/cmsdb/article_images/images/1194080299(1).jpg
8. Bleskozvod:
http://pandia.ru/text/77/296/images/image006_16.gif
9. Žiarivý výboj:
http://taurus-nsk.rf/wp-content/gallery/molnia_udarila_rightinbuttchicks/zashchita-ot-molnii-poselka.jpg
10. Fyzika: Učebnica. pre 10. ročník všeobecné vzdelanie inštitúcie / G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky. – 10. vyd. – M.: Vzdelávanie, 2011. – 336 s.

Aplikácia supravodičov: Výkonné elektromagnety, ktoré pracujú bez spotreby energie. (Urýchľovače častíc.) Ak by bolo možné vytvárať supravodivé materiály pri teplotách blízkych izbovej teplote, bol by možný bezstratový prenos elektriny.

Kvapaliny: vodiče (roztoky kyselín, zásad a solí); vodiče (roztoky kyselín, zásad a solí); dielektriká (destilovaná voda, petrolej...) dielektriká (destilovaná voda, petrolej...) polovodiče (sulfidové taveniny, roztavený selén). polovodiče (sulfidové taveniny, roztavený selén).

Stupeň disociácie (podiel molekúl, ktoré sa rozpadli na ióny) Závisí od: koncentrácie roztoku; koncentrácia roztoku; dielektrická konštanta roztoku; dielektrická konštanta roztoku; teplota (zvyšuje sa so zvyšujúcou sa teplotou). teplota (zvyšuje sa so zvyšujúcou sa teplotou).

Elektrický prúd v kvapalinách Usmernený pohyb kladných iónov na katódu a negatívnych iónov na anódu Usmernený pohyb kladných iónov na katódu a negatívnych iónov na anódu V tekutých kovoch - pohyb kladných iónov na katódu a elektrónov na anódu. V tekutých kovoch - pohyb kladných iónov ku katóde a elektrónov k anóde.

Hmotnosť látky uvoľnenej na elektróde pri prenose náboja 1 C cez roztok. Hmotnosť látky uvoľnenej na elektróde pri prenose náboja 1 C cez roztok. Pomer hmotnosti iónu látky k jej náboju. Pomer hmotnosti iónu látky k jej náboju.

Faradayova konštanta Faradayova konštanta Náboj, ktorý musí prejsť roztokom 1-mocnej látky, aby sa na elektróde uvoľnil 1 mol látky. Náboj, ktorý musí prejsť cez roztok 1-mocnej látky, aby sa na elektróde uvoľnil 1 mol látky.

Aplikácia elektrolýzy Galvanické pokovovanie (povlakovanie). Galvanické pokovovanie (povlakovanie). Galvanoplastika (vytváranie kópií reliéfnych predmetov). Galvanoplastika (vytváranie kópií reliéfnych predmetov). Rafinácia (čistenie) kovov. Rafinácia (čistenie) kovov. Získavanie čistých kovov z tavenín prírodných zlúčenín. Získavanie čistých kovov z tavenín prírodných zlúčenín.

Snímka 2

Elektrický prúd môže prúdiť v piatich rôznych médiách:

Kovy Vákuové Polovodiče Kvapaliny Plyny

Snímka 3

Elektrický prúd v kovoch:

Elektrický prúd v kovoch je usporiadaný pohyb elektrónov pod vplyvom elektrického poľa. Experimenty ukazujú, že keď prúd preteká kovovým vodičom, neprenáša sa žiadna látka, preto sa kovové ióny nezúčastňujú prenosu elektrického náboja.

Snímka 4

Experimenty Tolmana a Stewarta poskytujú dôkaz, že kovy majú elektronickú vodivosť

Cievka s veľkým počtom závitov tenkého drôtu sa rýchlo otáčala okolo svojej osi. Konce cievky boli pomocou ohybných drôtov spojené s citlivým balistickým galvanometrom G. Nekrútená cievka bola prudko spomalená a zotrvačnosťou elektrónov vznikol v obvode krátkodobý prúd.

Snímka 5

Záver: 1.nosičmi náboja v kovoch sú elektróny;

2. proces vzniku nosičov náboja - socializácia valenčných elektrónov; 3.sila prúdu je priamo úmerná napätiu a nepriamo úmerná odporu vodiča - Ohmov zákon je splnený; 4. technické využitie elektrického prúdu v kovoch: vinutia motorov, transformátory, generátory, rozvody vo vnútri budov, siete na prenos energie, silové káble.

Snímka 6

Elektrický prúd vo vákuu

Vákuum je vysoko riedky plyn, v ktorom je stredná voľná dráha častice väčšia ako veľkosť nádoby, to znamená, že molekula letí z jednej steny nádoby na druhú bez toho, aby sa zrazila s inými molekulami. Výsledkom je, že vo vákuu nie sú žiadne voľné nosiče náboja a nedochádza k elektrickému prúdu. Na vytvorenie nosičov náboja vo vákuu sa využíva fenomén termionickej emisie.

Snímka 7

TEPELNÁ ELEKTRONOVÁ EMISIA je fenomén „vyparovania“ elektrónov z povrchu zahriateho kovu.

Kovová špirála potiahnutá oxidom kovu sa privedie do vákua, zahreje sa elektrickým prúdom (žhaviaci obvod) a z povrchu špirály sa odparia elektróny, ktorých pohyb je možné ovládať pomocou elektrického poľa.

Snímka 8

Snímka ukazuje zahrnutie dvojelektródovej lampy

Táto lampa sa nazýva vákuová dióda

Snímka 9

Táto elektrónka sa nazýva vákuová TRIODA.

Má tretiu elektródu - mriežku, znak potenciálu, na ktorom riadi tok elektrónov.

Snímka 10

Závery: 1. nosiče náboja – elektróny;

2. proces vzniku nosičov náboja – termionická emisia; 3. Ohmov zákon nie je splnený; 4.technické použitie - vákuové trubice (dióda, trióda), katódová trubica.

Snímka 11

Elektrický prúd v polovodičoch

Pri zahrievaní alebo osvetlení sa niektoré elektróny môžu voľne pohybovať v kryštáli, takže pri pôsobení elektrického poľa dochádza k smerovému pohybu elektrónov. Polovodiče sú krížom medzi vodičmi a izolantmi. Polovodiče sú pevné látky, ktorých vodivosť závisí od vonkajších podmienok (hlavne zahrievania a osvetlenia).

Snímka 12

S klesajúcou teplotou klesá odolnosť kovov. Naopak, v polovodičoch sa odpor s klesajúcou teplotou zvyšuje a v blízkosti absolútnej nuly sa prakticky stávajú izolantmi.

Závislosť rezistivity ρ čistého polovodiča od absolútnej teploty T.

Snímka 13

Vlastná vodivosť polovodičov

Atómy germánia majú vo vonkajšom obale štyri slabo viazané elektróny. Nazývajú sa valenčné elektróny. V kryštálovej mriežke je každý atóm obklopený svojimi štyrmi najbližšími susedmi. Väzba medzi atómami v kryštáli germánia je kovalentná, to znamená, že ju vykonávajú páry valenčných elektrónov. Každý valenčný elektrón patrí dvom atómom.Valenčné elektróny v kryštáli germánia sú oveľa silnejšie viazané na atómy ako v kovoch; Preto je koncentrácia vodivých elektrónov pri izbovej teplote v polovodičoch o mnoho rádov nižšia ako v kovoch. Pri teplote blízkej absolútnej nule v kryštáli germánia sú všetky elektróny obsadené pri vytváraní väzieb. Takýto kryštál nevedie elektrický prúd.

Snímka 14

Vytvorenie páru elektrón-diera

So zvyšujúcou sa teplotou alebo zvyšujúcim sa osvetlením môžu niektoré valenčné elektróny dostať energiu dostatočnú na prerušenie kovalentných väzieb. Potom sa v kryštáli objavia voľné elektróny (vodivé elektróny). Zároveň sa vytvárajú voľné miesta na miestach, kde dochádza k prerušeniu väzieb, ktoré nie sú obsadené elektrónmi. Tieto voľné miesta sa nazývajú „diery“.

Snímka 15

Nečistotová vodivosť polovodičov

Vodivosť polovodičov v prítomnosti nečistôt sa nazýva vodivosť nečistôt. Existujú dva typy vodivosti nečistôt - elektronická a dierová vodivosť.

Snímka 16

Elektronická a dierová vodivosť.

Ak má nečistota valenciu väčšiu ako čistý polovodič, objavia sa voľné elektróny. Vodivosť – elektronická, donorová prímes, polovodič typu n. Ak má nečistota valenciu nižšiu ako má čistý polovodič, objavia sa prerušenia väzieb – diery. Vodivosť je diera, prímes akceptora, polovodič typu p.

Snímka 17

Závery: 1. nosiče náboja – elektróny a diery;

2. proces tvorby nosičov náboja - zahrievanie, osvetľovanie alebo vnášanie nečistôt; 3. Ohmov zákon nie je splnený; 4.technická aplikácia – elektronika.

Snímka 18

Elektrický prúd v kvapalinách

Elektrolyty sa bežne nazývajú vodivé médiá, v ktorých je tok elektrického prúdu sprevádzaný prenosom hmoty. Nosičmi voľných nábojov v elektrolytoch sú kladne a záporne nabité ióny. Elektrolyty sú vodné roztoky anorganických kyselín, solí a zásad.

Snímka 19

Odpor elektrolytov klesá so zvyšujúcou sa teplotou, pretože počet iónov sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou.

Graf závislosti odporu elektrolytu na teplote.

Snímka 20

Fenomén elektrolýzy

Ide o uvoľňovanie látok obsiahnutých v elektrolytoch na elektródach; kladne nabité ióny (anióny) pod vplyvom elektrického poľa smerujú k zápornej katóde a záporne nabité ióny (katióny) k kladnej anóde. Na anóde záporné ióny sa vzdávajú ďalších elektrónov (oxidačná reakcia) Na katóde kladné ióny prijímajú chýbajúce elektróny (redukčné).

Snímka 21

Faradayove zákony elektrolýzy.

Zákony elektrolýzy určujú hmotnosť látky uvoľnenej pri elektrolýze na katóde alebo anóde počas celej doby prechodu elektrického prúdu cez elektrolyt. k je elektrochemický ekvivalent látky, číselne sa rovná hmotnosti látky uvoľnenej na elektróde pri prechode náboja 1 C cez elektrolyt.

Snímka 22

Záver: 1. nosiče náboja – kladné a záporné ióny;

2. proces tvorby nosičov náboja – elektrolytická disociácia; 3.elektrolyty sa riadia Ohmovým zákonom; 4. Aplikácia elektrolýzy: výroba neželezných kovov (odstraňovanie nečistôt - rafinácia); galvanické pokovovanie - výroba povlakov na kov (niklovanie, chrómovanie, zlátenie, striebrenie atď.); galvanické pokovovanie - výroba odlupovateľných povlakov (reliéf kópie).

Snímka 23

Elektrický prúd v plynoch

Nabijeme kondenzátor a pripojíme jeho dosky k elektromeru. Náboj na doskách kondenzátora zostáva neurčitý čas, nedochádza k prenosu náboja z jednej dosky kondenzátora na druhú. Preto vzduch medzi doskami kondenzátora nevedie prúd. Za normálnych podmienok nedochádza k vedeniu elektrického prúdu žiadnymi plynmi. Teraz ohrejeme vzduch v medzere medzi doskami kondenzátora tak, že do nej vložíme zapálený horák. Elektrometer bude indikovať výskyt prúdu, preto sa pri vysokých teplotách časť molekúl neutrálneho plynu rozpadne na kladné a záporné ióny. Tento jav sa nazýva ionizácia plynu.

Snímka 24

Prechod elektrického prúdu cez plyn sa nazýva výboj.

Výboj, ktorý existuje pri pôsobení externého ionizátora, nie je samoudržateľný. Ak pôsobenie externého ionizátora pokračuje, potom sa po určitom čase v plyne vytvorí vnútorná ionizácia (ionizácia nárazom elektrónov) a výboj sa osamostatní.

Snímka 25

Typy samovybíjania:

SPARK GLOW CORONA ARC

Snímka 26

Iskrový výboj

Pri dostatočne vysokej intenzite poľa (asi 3 MV/m) sa medzi elektródami objaví elektrická iskra, ktorá má vzhľad jasne žiariaceho kanála vinutia spájajúceho obe elektródy. Plyn v blízkosti iskry sa zahreje na vysokú teplotu a náhle expanduje, čím sa objavia zvukové vlny a počujeme charakteristický praskavý zvuk.

Snímka 27

Blesk. Krásny a nebezpečný prírodný úkaz - blesk - je iskrový výboj v atmosfére.

Už v polovici 18. storočia sa predpokladalo, že búrkové mraky nesú veľké elektrické náboje a že blesk je obrovská iskra, ktorá sa okrem veľkosti nelíši od iskry medzi guľami elektrického stroja. Upozornil na to napríklad ruský fyzik a chemik Michail Vasilievič Lomonosov (1711-1765), ktorý sa popri iných vedeckých otázkach zaoberal atmosférickou elektrinou.

Snímka 28

Elektrický oblúk (oblúkový výboj)

V roku 1802 ruský fyzik V.V. Petrov (1761-1834) zistil, že ak pripojíte dva kusy dreveného uhlia na póly veľkej elektrickej batérie a pri kontakte s uhlíkmi ich mierne od seba oddelíte, medzi koncami uhlíkov sa vytvorí jasný plameň. konce samotných uhlíkov sa rozžhavia a vyžarujú oslepujúce svetlo.

Snímka 30

Bibliografia:

1. Kabardin O.F. Fyzika: Referencia. materiálov. Učebnica manuál pre študentov. – 5. vyd., prepracované. a dodatočné – M.: Education, 2003. website

Zobraziť všetky snímky

Snímka 1

Prezentácia na tému: „Elektrický prúd v rôznych médiách“ Prednáša Alisa Kravtsova, ML č. 1, Magnitogorsk, 2009.

Snímka 2

Elektrický prúd môže prúdiť v piatich rôznych médiách: Kovy Vákuum Polovodiče Kvapaliny Plyny

Snímka 3

Elektrický prúd v kovoch: Elektrický prúd v kovoch je usporiadaný pohyb elektrónov pod vplyvom elektrického poľa. Experimenty ukazujú, že keď prúd preteká kovovým vodičom, neprenáša sa žiadna látka, preto sa kovové ióny nezúčastňujú prenosu elektrického náboja.

Snímka 4

Experimenty Tolmana a Stewarta sú dôkazom toho, že kovy majú elektronickú vodivosť.Cievka s veľkým počtom závitov tenkého drôtu sa rýchlo otáčala okolo svojej osi. Konce cievky boli pomocou ohybných drôtov spojené s citlivým balistickým galvanometrom G. Nekrútená cievka bola prudko spomalená a zotrvačnosťou elektrónov vznikol v obvode krátkodobý prúd.

Snímka 5

Záver: 1.nosičmi náboja v kovoch sú elektróny; 2. proces vzniku nosičov náboja - socializácia valenčných elektrónov; 3.sila prúdu je priamo úmerná napätiu a nepriamo úmerná odporu vodiča - Ohmov zákon je splnený; 4. technické využitie elektrického prúdu v kovoch: vinutia motorov, transformátory, generátory, rozvody vo vnútri budov, siete na prenos energie, silové káble.

Snímka 6

Elektrický prúd vo vákuu Vákuum je vysoko riedky plyn, v ktorom je stredná voľná dráha častice väčšia ako veľkosť nádoby, to znamená, že molekula letí z jednej steny nádoby na druhú bez toho, aby sa zrazila s inými molekulami. Výsledkom je, že vo vákuu nie sú žiadne voľné nosiče náboja a nedochádza k elektrickému prúdu. Na vytvorenie nosičov náboja vo vákuu sa využíva fenomén termionickej emisie.

Snímka 7

TEPELNÁ ELEKTRONOVÁ EMISIA je fenomén „vyparovania“ elektrónov z povrchu zahriateho kovu. Kovová špirála potiahnutá oxidom kovu sa privedie do vákua, zahreje sa elektrickým prúdom (žhaviaci obvod) a z povrchu špirály sa odparia elektróny, ktorých pohyb je možné ovládať pomocou elektrického poľa.

Snímka 8

Snímka ukazuje zahrnutie dvojelektródovej lampy, ktorá sa nazýva vákuová dióda

Snímka 9

Táto elektrónka sa nazýva vákuová TRIODA. Má tretiu elektródu - mriežku, znak potenciálu, na ktorom riadi tok elektrónov.

Snímka 10

Závery: 1. nosiče náboja – elektróny; 2. proces vzniku nosičov náboja – termionická emisia; 3. Ohmov zákon nie je splnený; 4.technické použitie - vákuové trubice (dióda, trióda), katódová trubica.

Snímka 11

Elektrický prúd v polovodičoch Pri zahrievaní alebo osvetlení sa niektoré elektróny môžu voľne pohybovať v kryštáli, takže pri pôsobení elektrického poľa dochádza k smerovému pohybu elektrónov. Polovodiče sú krížom medzi vodičmi a izolantmi. Polovodiče sú pevné látky, ktorých vodivosť závisí od vonkajších podmienok (hlavne zahrievania a osvetlenia).

Snímka 12

S klesajúcou teplotou klesá odolnosť kovov. Naopak, v polovodičoch sa odpor s klesajúcou teplotou zvyšuje a v blízkosti absolútnej nuly sa prakticky stávajú izolantmi. Závislosť rezistivity ρ čistého polovodiča od absolútnej teploty T.

Snímka 13

Vnútorná vodivosť polovodičov Atómy germánia majú vo svojom vonkajšom obale štyri slabo viazané elektróny. Nazývajú sa valenčné elektróny. V kryštálovej mriežke je každý atóm obklopený svojimi štyrmi najbližšími susedmi. Väzba medzi atómami v kryštáli germánia je kovalentná, to znamená, že ju vykonávajú páry valenčných elektrónov. Každý valenčný elektrón patrí dvom atómom.Valenčné elektróny v kryštáli germánia sú oveľa silnejšie viazané na atómy ako v kovoch; Preto je koncentrácia vodivých elektrónov pri izbovej teplote v polovodičoch o mnoho rádov nižšia ako v kovoch. Pri teplote blízkej absolútnej nule v kryštáli germánia sú všetky elektróny obsadené pri vytváraní väzieb. Takýto kryštál nevedie elektrický prúd.

Snímka 14

Vytvorenie páru elektrón-diera So zvyšujúcou sa teplotou alebo zvyšovaním osvetlenia môžu niektoré valenčné elektróny dostať energiu dostatočnú na prerušenie kovalentných väzieb. Potom sa v kryštáli objavia voľné elektróny (vodivé elektróny). Zároveň sa vytvárajú voľné miesta na miestach, kde dochádza k prerušeniu väzieb, ktoré nie sú obsadené elektrónmi. Tieto voľné miesta sa nazývajú „diery“.

Snímka 15

Prímesová vodivosť polovodičov Vodivosť polovodičov v prítomnosti prímesí sa nazýva prímesová vodivosť. Existujú dva typy vodivosti nečistôt - elektronická a dierová vodivosť.

Snímka 16

Elektronická a dierová vodivosť. Ak má nečistota valenciu väčšiu ako čistý polovodič, objavia sa voľné elektróny. Vodivosť – elektronická, donorová prímes, polovodič typu n. Ak má nečistota valenciu nižšiu ako má čistý polovodič, objavia sa prerušenia väzieb – diery. Vodivosť je diera, prímes akceptora, polovodič typu p.

Snímka 17

Závery: 1. nosiče náboja – elektróny a diery; 2. proces tvorby nosičov náboja - zahrievanie, osvetľovanie alebo vnášanie nečistôt; 3. Ohmov zákon nie je splnený; 4.technická aplikácia – elektronika.

Snímka 18

Elektrický prúd v kvapalinách Elektrolyty sa bežne nazývajú vodivé médiá, v ktorých je tok elektrického prúdu sprevádzaný prenosom hmoty. Nosičmi voľných nábojov v elektrolytoch sú kladne a záporne nabité ióny. Elektrolyty sú vodné roztoky anorganických kyselín, solí a zásad.

Snímka 19

Odpor elektrolytov klesá so zvyšujúcou sa teplotou, pretože počet iónov sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. Graf závislosti odporu elektrolytu na teplote.

Snímka 20

Fenomén elektrolýzy je uvoľňovanie látok obsiahnutých v elektrolytoch na elektródach; Kladne nabité ióny (anióny) pod vplyvom elektrického poľa smerujú k negatívnej katóde a záporne nabité ióny (katióny) majú sklon k pozitívnej anóde. Na anóde sa záporné ióny vzdávajú nadbytočných elektrónov (oxidačná reakcia), na katóde kladné ióny prijímajú chýbajúce elektróny (redukčná reakcia).

Snímka 21

Faradayove zákony elektrolýzy. Zákony elektrolýzy určujú hmotnosť látky uvoľnenej pri elektrolýze na katóde alebo anóde počas celej doby prechodu elektrického prúdu cez elektrolyt. k je elektrochemický ekvivalent látky, číselne sa rovná hmotnosti látky uvoľnenej na elektróde pri prechode náboja 1 C cez elektrolyt.

Snímka 22

Záver: 1. nosiče náboja – kladné a záporné ióny; 2. proces vzniku nosičov náboja – elektrolytická disociácia; 3.elektrolyty sa riadia Ohmovým zákonom; 4. Aplikácia elektrolýzy: výroba neželezných kovov (odstraňovanie nečistôt - rafinácia); galvanické pokovovanie - získavanie povlakov na kov (niklovanie, chrómovanie, zlatenie, striebrenie atď.); galvanoplastika - výroba odlupovateľných povlakov (reliéfnych kópií).

Snímka 23

Elektrický prúd v plynoch Nabite kondenzátor a spojme jeho dosky s elektromerom. Náboj na doskách kondenzátora zostáva neurčitý čas, nedochádza k prenosu náboja z jednej dosky kondenzátora na druhú. Preto vzduch medzi doskami kondenzátora nevedie prúd. Za normálnych podmienok nedochádza k vedeniu elektrického prúdu žiadnymi plynmi. Teraz ohrejeme vzduch v medzere medzi doskami kondenzátora tak, že do nej vložíme zapálený horák. Elektrometer bude indikovať výskyt prúdu, preto sa pri vysokých teplotách časť molekúl neutrálneho plynu rozpadne na kladné a záporné ióny. Tento jav sa nazýva ionizácia plynu.

Snímka 1

Prezentácia na tému: „Elektrický prúd v rôznych médiách“

Účinkuje Alisa Kravtsova, ML č.1, Magnitogorsk, 2009.

Snímka 2

Elektrický prúd môže prúdiť v piatich rôznych médiách:

Kovy Vákuové Polovodiče Kvapaliny Plyny

Snímka 3

Elektrický prúd v kovoch:

Snímka 4

Experimenty Tolmana a Stewarta poskytujú dôkaz, že kovy majú elektronickú vodivosť

Snímka 5

Záver: 1.nosičmi náboja v kovoch sú elektróny;

Snímka 6

Elektrický prúd vo vákuu

Snímka 7

TEPELNÁ ELEKTRONOVÁ EMISIA je fenomén „vyparovania“ elektrónov z povrchu zahriateho kovu.

Snímka 8

Snímka ukazuje zahrnutie dvojelektródovej lampy

Táto lampa sa nazýva vákuová dióda

Snímka 9

Táto elektrónka sa nazýva vákuová TRIODA.

Má tretiu elektródu - mriežku, znak potenciálu, na ktorom riadi tok elektrónov.

Snímka 10

Závery: 1. nosiče náboja – elektróny;

2. proces vzniku nosičov náboja – termionická emisia; 3. Ohmov zákon nie je splnený; 4.technické použitie - vákuové trubice (dióda, trióda), katódová trubica.

Snímka 11

Elektrický prúd v polovodičoch

Polovodiče sú pevné látky, ktorých vodivosť závisí od vonkajších podmienok (hlavne zahrievania a osvetlenia).

Snímka 12

S klesajúcou teplotou klesá odolnosť kovov. Naopak, v polovodičoch sa odpor s klesajúcou teplotou zvyšuje a v blízkosti absolútnej nuly sa prakticky stávajú izolantmi.

Závislosť rezistivity ρ čistého polovodiča od absolútnej teploty T.

Snímka 13

Vlastná vodivosť polovodičov

Snímka 14

Vytvorenie páru elektrón-diera

Snímka 15

Nečistotová vodivosť polovodičov

Vodivosť polovodičov v prítomnosti nečistôt sa nazýva vodivosť nečistôt. Existujú dva typy vodivosti nečistôt - elektronická a dierová vodivosť.

Snímka 16

Elektronická a dierová vodivosť.

Ak má nečistota valenciu väčšiu ako čistý polovodič, objavia sa voľné elektróny. Vodivosť – elektronická, donorová prímes, polovodič typu n.

Ak má nečistota valenciu nižšiu ako má čistý polovodič, objavia sa prerušenia väzieb – diery. Vodivosť je diera, prímes akceptora, polovodič typu p.

Snímka 17

Závery: 1. nosiče náboja – elektróny a diery;

2. proces tvorby nosičov náboja - zahrievanie, osvetľovanie alebo vnášanie nečistôt; 3. Ohmov zákon nie je splnený; 4.technická aplikácia – elektronika.

Snímka 18

Elektrický prúd v kvapalinách

Snímka 19

Odpor elektrolytov klesá so zvyšujúcou sa teplotou, pretože počet iónov sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou.

Graf závislosti odporu elektrolytu na teplote.

Snímka 20

Fenomén elektrolýzy

Toto je uvoľňovanie látok obsiahnutých v elektrolytoch na elektródach; Kladne nabité ióny (anióny) pod vplyvom elektrického poľa smerujú k negatívnej katóde a záporne nabité ióny (katióny) majú sklon k pozitívnej anóde. Na anóde sa záporné ióny vzdávajú nadbytočných elektrónov (oxidačná reakcia), na katóde kladné ióny prijímajú chýbajúce elektróny (redukčná reakcia).

Snímka 21

Faradayove zákony elektrolýzy.

Zákony elektrolýzy určujú hmotnosť látky uvoľnenej pri elektrolýze na katóde alebo anóde počas celej doby prechodu elektrického prúdu cez elektrolyt.

k je elektrochemický ekvivalent látky, číselne sa rovná hmotnosti látky uvoľnenej na elektróde pri prechode náboja 1 C cez elektrolyt.

Snímka 22

Záver: 1. nosiče náboja – kladné a záporné ióny;

2. proces vzniku nosičov náboja – elektrolytická disociácia; 3.elektrolyty sa riadia Ohmovým zákonom; 4. Aplikácia elektrolýzy: výroba neželezných kovov (odstraňovanie nečistôt - rafinácia); galvanické pokovovanie - získavanie povlakov na kov (niklovanie, chrómovanie, zlatenie, striebrenie atď.); galvanoplastika - výroba odlupovateľných povlakov (reliéfnych kópií).