Оригинальные студенческие работы


Контрольная работа электрический ток в различных средах

Сохрани ссылку в одной из сетей: Электрический Ток в металлах. Носителями электрического тока в металлах являются свободные контрольная работа электрический ток в различных средах. На основании электронной проводимости в металлах можно вывести закон Ома. 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.

Все электроны проводимости, которые имеются в участке проводника длиной l и сечением S, приобретают энергию, равную где v- скорость электрона перед его столкновением с ионом.

Наша физическая лаборатория

Средняя скорость Г7 направленного движения в результате действия электрического стационарного поля будет равна Считаем, что движение электрона между ударами равноускоренное. Из этого выражения находим: Таким образом, сила тока пропорциональна напряжению.

Вольт-амперная характеристика для металлов представлена на рис. Зная силу тока I, заряд электрона е, площадь поперечного сечения проводника и концентрацию электронов, можно определить скорость упорядоченного движения электронов, так называемую дрейфовую скорость. Электрический ток присутствует везде, он течет: Электрический ток в металлах - это движение отрицательно заряженных свободных электронов под действием электрического поля в пространстве между положительно заряженными ионами упорядоченной кристаллической решетки металла.

Отрицательно заряженные свободные электроны совершают хаотическое движение в пространстве между ионами, но под действием контрольная работа электрический ток в различных средах поля они начинают смещаться в сторону положительно заряженного электрода. Скорость этого смещения очень мала, примерно, 1 мм в секунду. Электрический Ток в Полупроводниках Полупроводниками назвали класс веществ, у которых с повышением температуры увеличивается проводимость, уменьшается электрическое сопротивление.

Этим полупроводники принципиально отличаются от металлов. Типичными полупроводниками являются кристаллы германия и кремния, в которых атомы объединены кова-лентной связью. При любых температурах в полупроводниках имеются свободные электроны. Свободные электроны под действием внешнего электрического поля могут перемещаться в кристалле, создавая электронный ток проводимости. Удаление электрона с внешней оболочки одного из атомов кристаллической решетки приводит контрольная работа электрический ток в различных средах превращению этого атома в положительный ион.

Этот ион может нейтрализоваться, захватив электрон у одного из соседних атомов. Далее, в результате переходов электронов от атомов к положительным ионам происходит процесс хаотического перемещения в кристалле места с недостающим электроном.

Внешне этот процесс воспринимается как перемещение положительного электрического заряда, называемого дыркой.

Электрический ток в различных средах

При помещении кристалла в электрическое поле возникает упорядоченное движение дырок - дырочный ток проводимости. В идеальном полупроводниковом кристалле электрический ток создается движением равного количества отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных дырок. Проводимость в идеальных полупроводниках называется собственной проводимостью. Свойства полупроводников сильно зависят от содержания примесей. Примеси бывают двух типов - донорные и акцепторные.

Примеси, отдающие электроны и создающие электронную проводимость, называются донорными примеси, имеющие валентность больше, чем у основного полупроводника. Полупроводники, в которых концентрация электронов превышает концентрацию дырок, называют полупроводниками n-типа. Примеси, захватывающие электроны и создающие тем самым подвижные дырки, не увеличивая при этом число электронов проводимости, называют акцепторными примеси имеющие валентность меньше, чем у основного полупроводника.

При низких температурах основными носителями тока в полупроводниковом кристалле с акцепторной примесью являются дырки, а не основными носителями - электроны. Полупроводники, в которых контрольная работа электрический ток в различных средах дырок превышает концентрацию электронов проводимости, называют дырочными полупроводниками или полупроводниками р-типа.

Рассмотрим контакт двух полупроводников с различными типами проводимости. Через границу этих полупроводников происходит взаимная диффузия основных носителей: В результате участок n-полупроводника, граничащий с контактом, будет обеднен электронами, и в нем образуется избыточный положительный заряд, обусловленный наличием оголенных ионов примеси. Движение дырок из р-полупроводника в n-полупроводник приводит к возникновению избыточного отрицательного заряда в пограничном участке р-полупроводника.

В результате образуется двойной электрический слой, и возникает контактное электрическое поле, которое препятствует дальнейшей диффузии основных носителей заряда.

Этот слой называют запирающим. Внешнее электрическое поле влияет на электропроводность запирающего слоя. Если полупроводники подключены к источнику так, как показано на рис. В этом случае сила тока ограничивается внешним сопротивлением.

Такое направление внешнего электрического поля называется прямым. Прямому включению p-n-перехода соответствует участок 1 на вольт-амперной характеристике см. Носители электрического тока в различных средах и вольт-амперные контрольная работа электрический ток в различных средах обобщены в табл. Толщина запирающего слоя и, следовательно, его сопротивление увеличиваются. При таком направлении внешнего электрического поля - обратном запирающем через границу раздела проходят только неосновные носители заряда, концентрация которых много меньше, чем контрольная работа электрический ток в различных средах, и ток практически равен нулю.

Обратному включению р-п-перехода соответствует участок 2 на вольт-амперной характеристике рис. Таким образом, р-п-переход обладает несимметричной проводимостью. Это свойство используется в полупроводниковых диодах, содержащих один p-n-переход и применяемых, например, для выпрямления переменного тока или детектирования. Полупроводники находят широкое применение в современной электронной технике.

Зависимость электрического сопротивления полупроводниковых металлов от температуры используется в специальных полупроводниковых приборах - терморезисторах. Приборы, в которых используется свойство полупроводниковых кристаллов изменять свое электрическое сопротивление при освещении светом, называются фоторезисторами.

Электрический Ток в электролитах Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. Контрольная работа электрический ток в различных средах электролитам относятся многие соединения металлов с металлоидами в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества.

Однако основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований.

Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах. Это явление получило название электролиза. Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду катодуотрицательные ионы — к положительному электроду аноду.

Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией. Например, хлорид меди CuCl2 диссоциирует в водном растворе на ионы меди и хлора: При подключении электродов к источнику тока ионы под действием электрического поля начинают упорядоченное движение: Контрольная работа электрический ток в различных средах катода, ионы меди нейтрализуются избыточными электронами катода и превращаются в нейтральные атомы, оседающие на катоде.

Тестовое задание по физике "Электрический ток в различных средах"

Ионы хлора, достигнув анода, отдают но одному электрону. После этого нейтральные атомы хлора соединяются попарно и образуют молекулы хлора Cl2.

Хлор выделяется на аноде в виде пузырьков. Во многих случаях электролиз сопровождается вторичными реакциями продуктов разложения, выделяющихся на электродах, с материалом электродов или растворителей. Примером может служить электролиз водного раствора сульфата меди CuSO4 медный купорос в том случае, когда электроды, опущенные в электролит, изготовлены из меди. Диссоциация молекул сульфата меди происходит по схеме Нейтральные атомы меди отлагаются в виде твердого осадка на катоде.

Таким путем можно получить химически чистую медь. Ион отдает аноду два электрона и превращается в нейтральный радикал SO4 вступает во вторичную реакцию с медным анодом Образовавшаяся молекула сульфата меди переходит в раствор.

Таким образом, при прохождении электрического тока через водный раствор сульфата меди происходит растворение медного анода и отложение меди на катоде. Концентрация раствора сульфата меди при этом не изменяется. Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком М. Закон Фарадея определяет количества контрольная работа электрический ток в различных средах продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе: Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит: Величину k называют электрохимическим эквивалентом.

Масса выделившегося на электроде вещества равна массе всех ионов, пришедших к электроду: Здесь m0 и q0 — масса и заряд одного иона, — число ионов, пришедших к электроду при прохождении через электролит заряда Q. Таким образом, электрохимический эквивалент k равен отношению массы m0 иона данного вещества к его заряду q0.

Постоянная Фарадея численно равна заряду, который необходимо пропустить через электролит для выделения на электроде одного моля одновалентного вещества. Закон Фарадея для электролиза приобретает вид: Явление электролиза широко применяется в современном промышленном производстве. Электрический Ток контрольная работа электрический ток в различных средах Газах В газах существуют несамостоятельные и самостояг тельные электрические разряды. Явление протекания электрического тока через газ, наблюдаемое только при условии какого-либо внешнего воздействия на газ, называется несамостоятельным электрическим разрядом.

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

  • Отрицательно заряженные свободные электроны совершают хаотическое движение в пространстве между ионами, но под действием электрического поля они начинают смещаться в сторону положительно заряженного электрода;
  • На явлении термоэлектронной эмиссии основана работа различных электронных ламп;
  • Внешне этот процесс воспринимается как перемещение положительного электрического заряда, называемого дыркой;
  • Свойства электрического тока в газах, вакууме.

Частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов одинаковы, называется плазмой. Носителями электрического тока при несамостоятельном разряде являются положительные ионы и отрицательные электроны. Вольт-амперная характеристика представлена на рис.

Библиотека

В области ОАВ - несамостоятельный разряд. В области ВС разряд становится самостоятельным. При самостоятельном разряде одним из способов ионизации атомов является ионизация электронным ударом.

Ионизация электронным ударом становится возможна тогда, когда электрон на длине свободного пробега А приобретает кинетическую энергию Wk, достаточную для совершения работы по отрыву электрона от атома.

Виды самостоятельных разрядов в газах - искровой, коронный, дуговой и тлеющий разряды.

VK
OK
MR
GP