Електричний струм у різних середовищах

В різних середовищах носіями електричного струму є заряджені частинки.

Електричний струм у металлах Носіями струму в металлах є вільні електрони. Електрони, розміщені на зовнішній оболонці, слабко звязані з ядром атома. Їх називають зовнішніми обо валентными электронами, оскільки вони визначають властивість данного элемента – здатність його атомів входит в хімічний звязок з певним числом інших атомів.

Якщо в провіднику немає електричного поля, то електрони рухаються хаотично, аналогічно тому, як рухаються молекулы газів обо рідин. У кожный момент часу швидкості різних електронів відрізняються по модулях і за напрямками. Якщо ж у провіднику створено електричне поле, то електрони, зберігаючи своє хаотичный рух, починають зміщуватися у бік позитивного полюса джерела. Разом з безладним рухом електронів виникає і упорядкований їх перенесенная - дрейф.

Під час охолодження деяких металів і сплавів нижче певної критичної температуры їх опір наближується до нуля. Це явище називають надпровідністю. Явище надпровідності відкрив у 1911 р. голландський фізик Г. Камерлінг – Оннес, вивчаючи електропровідність ртуті при низьких температурах.

Електричний струм у газах Електричний струм у газах Гази за нормальних умов погано проводять електричний струм, то-то є ізоляторами.

Внаслідок зовнішніх дій (опромінювання ультрафіолетовим, рентгенівським, радіоактивним випромінюванням, нагрівання і т.д.) газ іонізується, то-то від атомів і молекул відриваються електрони. Внаслідок іонізації утворюються позитивні іони і електрони.

Поряд з іонізацією відбувається зворотній процесс – рекомбінація, то-то обєднання іона і электрона в нейтральную молекулу обо атом.

Струм насичення – це такий струм, під час якого всі заряджені частинки досягають електродів. Щоб збільшити струм насичення, треба збільшити дію іонізатора. Починаючи з деякої напруги, разряд продовжується після припинення дії іонізатора. Такий разряд називається самостійним. Під впливом сильного електричного поля відбувається ударна іонізація електронів. Існують такі типи самостійного разряду: тліючий, коронный, іскровий, дуговой.

Електричний струм у вакуумі Вакуум – це стан розрідженого газу, молекулы якого ударяються одна об одну рідше, ніж із стінками посудины, в якій вони знаходяться. Носіями електричного струму у вакуумі будуть електрони, які вилітають з поверхні электрода внаслідок термоелектронної емісії.

Термоелектронна емісія – явище випромінювання електронів металлами під час їх нагрівання до високої температуры. Електрони вилітають з металу, якщо його енергія достатня, щоб виконати певну роботу – роботу выходу – против сил, що перешкоджають його вильоту. Електрон зможе вилетіти, якщо його кінетична енергія буде більша за роботу выходу. Явище термоелектричної емісії використовують у таких електронних прикладах, як діоди, тріоди, титроди, пентоде, електронно – променеві трубки.

Процес проходження струму через газ називають газовым разрядом. Газовий разряд, який відбувається під дією іонізатора, називається несамостійним. При несамостійному газовому разряді закон Ома не справджується (не існує пропорційної залежності між силою струму і прикладеною напругою). Починаючи з деякої напруги, сила струму не змінюється, настає насичення.

Електричний струм у рідинах Електроліти – це речовини, електричний струм у яких завжди супроводжується їх хімічними змінами. Це розчини солей, кислот і лугів у воді. Електроліти – це речовини, електричний струм у яких завжди супроводжується їх хімічними змінами. Це розчини солей, кислот і лугів у воді. У таких розчинах постійно відбувається розпад молекул на іони. Цей процесс називається електролітичною дисоціацією. У таких розчинах постійно відбувається розпад молекул на іони. Цей процесс називається електролітичною дисоціацією. Внаслідок дисоціації в розчині утворюються позитивні (катіони) іони металів і водню, та негативні (аніони) іони кислотных залишків і гідроксильної групи. Внаслідок дисоціації в розчині утворюються позитивні (катіони) іони металів і водню, та негативні (аніони) іони кислотных залишків і гідроксильної групи.

При підвищенні температуры питомий опір електроліту зменшується, а питомца провідність збільшується. Проходження електричного струму через електроліт супроводжується явищем електролізу – виділення на электродах речовин, що входять до складу електроліту.

Перший закон електролізу : масса m речовини, яка виділяється на електроді, пропорційна електричному заряду Q що пройшов через електроліт: Другий закон електролізу: електрохімічний еквівалент речовини пропорційний їх хімічному еквіваленту:

Електричний струм у напівпровідниках Напівпровідники – це речовини, в яких електропровідність займає проміжне місце між провідниками і діелектриками. До напівпровідників належать кремній, селен, хімічні зєднання елементів ІІІ групи з элементами V групи. Питомий опір напівпровідників знаходиться в межах від 10 4 до Ом ·м.

В результаті відриву електронів від атома виникають вільні електрони. Вакантне місце (позитивно заряджений іон) для электрона утворює так звана дірку. Дірці відповідає надлишковий позитивный заряд порівняно з сусідніми неіонізованими атомами, тому рух дірки рівнозначний рухові позитивного заряду. Концентрація дірок і електронів одинакова.

Власна провідність напівпровідників мала. Незначна кількість домішок у провідниках значнойй підвищує провідність їх. Домішки зумовлюють додаткову (домішкову) провідність. Домішкова провідність буває донорною і акцепторною. Домішки, які віддають електрони називаються донорами, а напівпровідники з електронною провідністю – электронными напівпровідниками (n – типу). Власна провідність напівпровідників мала. Незначна кількість домішок у провідниках значнойй підвищує провідність їх. Домішки зумовлюють додаткову (домішкову) провідність. Домішкова провідність буває донорною і акцепторною. Домішки, які віддають електрони називаються донорами, а напівпровідники з електронною провідністю – электронными напівпровідниками (n – типу).

Якщо домішки мають валентність меншу, ніж основной напівпровідник, їх називають акцепторами, а напівпровідник – дірковим напівпровідником (р – типу). При контакті двух напівпровідників n – типу і р – типу на їх межі внаслідок дифузії і рекомбінації електронів і дірок виникає тонкий шар, збіднений носіями струму, який має підвищений опір (р – n – перехід).

Презентацію підготував Учень 9-Б класу Нечипуренко Максим