электрического поля все частицы находятся в хаотическом тепловом движении.
Если ионы находятся во внешнем поле, то начинается их упорядоченное
движение двумя встречными потоками: положительные ионы устремляются к
катоду, отрицательные- к аноду. Суммарный ток через раствор складывается из
обоих потоков.
Закон электролиза (закон Фарадея).
Электролиз- процесс выделения вещества на электродах и его перехода с
одного на другой. Первый закон Фарадея: масса вещества, выделившегося при
электролизе, пропорциональна суммарному заряду всех ионов, прошедших через
электролит. m=k(q=kI(t, где k- электрохимический эквивалент вещества.
Второй закон Фарадея устанавливает связь между химическим и
электрохимическим эквивалентами вещества: k=M/FZ, где M- молярная масса
вещества, Z- валентность вещества, F- постоянная Фарадея. F=9,65 104
Кл/моль.
Электрический ток в вакууме.
Вакуум- такое состояние газа, когда средняя длина пробега его частиц
превышает размеры сосуда. Носителями электронного тока в вакууме являются
электроны и другие заряженные частицы. Получить ток в вакуумной трубке не
удается с помощью только одной термоэлектронной эмиссии, так как электроны,
покидающие катод, не уходят очень далеко и «плавают» в виде электронного
облака вблизи него. Чтобы возник электрический ток, надо подключить к цепи,
кроме источника питания катода, источник ускоряющего поля между катодом и
анодом.
Термоэлектронная эмиссия.
Термоэлектронная эмиссия- явление испускания электронов накаленным
металлом. Наиболее быстрые электроны обладают энергией, достаточной для
совершения работы выхода, и поэтому могут покинуть металл. Чем сильнее
нагрет металл, тем больше «горячих» электронов, которые способны его
покинуть.
Электронная лампа- диод.
Диод- лампа, состоящая из анода и катода. Диод состоит из стеклянного или
металлического баллона, из которого выкачан воздух. Внутри находится нить,
накаливаемая током до температуры, при которой выделяются электроны. Нить
окружена металлическим цилиндром, который присоединяется к положительному
полюсу и называется анодом. Нить накала называется катодом. Потенциал на
аноде должен быть больше, чем на катоде, чтобы ток через диод шел.
Электронно-лучевая трубка.
Электронно-лучевая трубка- вакуумный стеклянный баллон, в узком конце
которого помещен источник электронов (электронная пушка). Широкий конец
трубки служит экраном. Электронная пушка состоит из накаленного катода,
испускающего электроны, управляющего электрода и анода. Катод и управляющий
электрод обычно имеют форму цилиндра. Анод представляет собой диск с
отверстием, вставленный в металлический цилиндр. Форма и расположение в
пушке выбираются так, чтобы наряду с ускорением электронов происходила их
фокусировка. Выходя из анода, электронный пучок попадает на экран, покрытый
светящимся составом, в результате чего на экране возникает яркая светящаяся
точка. На пути к экрану электронный луч проходит между двумя парами
металлических пластин.
Полупроводники.
Полупроводники- вещества, которые нельзя отнести ни к проводникам, ни к
диэлектрикам.
Собственная и примесная проводимость полупроводников.
Собственный полупроводник- беспримесный и бездефектный полупроводник с
идеальной кристаллической решеткой. Собственная проводимость- проводимость
собственного полупроводника, обусловленная парными носителями теплового
происхождения. Примесная проводимость- проводимость, обусловленная наличием
примесных атомов.
Зависимость проводимости полупроводников от температуры.
При температуре 0 К в собственном полупроводнике нет свободных электронов,
и он является идеальным диэлектриком. По мере нагрева он приобретает
дополнительную энергию, которая вызывает колебательное движение узловых
атомов решетки.
p-n переход и его свойства.
p-n переход- область объемных зарядов, прилегающая к поверхности контакта p
и n слоев.контакт двух полупроводников с разным типом проводимости.
Комбинация двух типов проводниковых слоев обладает свойством пропускать ток
в одном направлении лучше, чем в другом (прямой и обратный ток, прямое и
обратное напряжение).
Полупроводниковый диод.
Полупроводниковый диод- прибор, в котором используется один p-n переход.
Бывает точечным и плоскостным. Диод- представитель нелинейных проводников.
Транзистор.
Транзистор- полупроводниковый прибор, в котором использовано два p-n
перехода. Бывает точечным и плоскостным. Их можно использовать для усиления
электрических сигналов.
Термистор и фоторезистор.
Термистор- полупроводниковый прибор, включающийся в цепь, управляющую
подачей тока, в случаях если недопустимо значительное повышение
температуры. Фоторезистор- полупроводниковый прибор, который под действием
света измеряет свое сопротивление. Причем материалы подобраны так, что под
действием света способны освободить больше электронов.
Электрический ток в газах.
В обычном состоянии газы не проводят электрический ток, так как в газе нет
свободных заряженных частиц. Чтобы газ стал проводящим, в нем создают
заряженные частицы. Заряд ионов газа бывает маленьким, а масса- большая, (
законы Фарадея не выполняются, закон Ома не выполняется при протекании тока
по газу.
Самостоятельный и несамостоятельный разряды.
Если постепенно увеличивать напряжение на электродах, то сила тока вначале
растет до определенного момента, а затем ток остается постоянным. Такой ток
называется током насыщения. На этом участке существует несамостоятельный
разряд (так как при отключении ионизатора ток прекращается). Но начиная с
некоторого напряжения сила тока снова начинает расти, в газе появляются
сильно выраженные световые и тепловые эффекты. Ионы создаются самим
разрядом, который уже будет самостоятельным.
Понятие о плазме.
Плазма- ионизированный газ, который образуется при электрических разрядах в
газах при нагреве газа до температуры, достаточно высокой для протекания
интенсивной термической ионизации. Плазма обладает высокой электрической
проводимостью.
3.3.Магнетим.
Магнитное поле.
Магнитное поле- неразрывно связанная с током материальная среда, через
которую осуществляется взаимодействие на расстоянии проводников с током.
Магнитное поле обладает энергией, которая непрерывно распределена в
пространстве. Магнитное поле создается либо движущимися электрическими
зарядами, либо переменным электрическим полем и действует только на
движущиеся заряды. Магнитные поля токов одинакового направления усиливают
друг друга, а токов противоположного направления ослабляют друг друга.
Действие магнитного поля на рамку с током.
Магнитное поле оказывает ориентирующее действие на рамку с током. В
качестве направления мы выбираем направление нормали рамки с током,
свободно установленной в поле. Направление вектора В определяется правилом
правого винта.
Индукция магнитного поля (магнитная индукция).
Магнитная индукция- вектор, величина его равна отношению силы F ,
приходящейся на единичный элемент тока (силовая характеристика поля в
данной его точке). Она не зависит от вносимого в данную точку поля элемента
тока. B=F/I2(l. 1 Тесла- такая магнитная индукция, которая возникает при
действии на единичный элемент тока силой в 1 Ньютон. Направление магнитной
индукции совпадает по направлению с силой, действующий на проводник.
Линии магнитной индукции.
Линия магнитной индукции- такая линия, касательная в каждой точке к которой
совпадает по направлению с вектором магнитной индукции в данной точке.
Линии магнитной индукции не имеют начала и конца. 1 Тесла- индукция
магнитного поля, которая действует на отрезок проводника длиной 1 м при
силе тока в 1 А силой, равной 1 Н.
Картины магнитного поля прямого тока и соленоида.
Магнитное поле прямого тока существует в каждой точке пространства, оно
уменьшается по мере удаления от проводника. Соленоид- катушка с большим
количеством витков. Магнитное поле соленоида существует только внутри его.
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.
На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует магнитная
сила F. Направление этой силы можно определить по правилу левой руки. F-
большой палец, I- другие пальцы, B- входит в ладонь. Сила Ампера- сила,
действующая на прямолинейный проводник с током в магнитном поле. Эта сила
прямо пропорциональна длине проводника, величине тока в нем и зависит от
синуса угла между направлениями тока и магнитных силовых линий. F=IBlsin(-
закон Ампера. При этом происходит превращение электрической энергии в
механическую.
Закон Ампера.
F=IBlsin(- закон Ампера. Сила, действующая на прямолинейный проводник,
равна произведению силы тока на проводнике, длине проводника, магнитной
индукции и синуса угла между направлениями отрезка проводника и вектора
магнитной индукции.
Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Магнитная сила действует не на сам проводник, а на движущиеся в нем заряды.
Так как они не могут выйти из проводника, то сила оказывается приложенной к
проводнику. Сила Лоренца всегда перпендикулярна плоскости, проходящей через
векторы индукции поля и скорости заряда. Ее направление для положительного
заряда определяется правилом левой руки. На отрицательный заряд, движущийся
в том же направлении, эта сила действует в обратную сторону. Сила Лоренца
всегда центростремительна.
Магнитные свойства вещества.
Вещества бывают парамагнитными, ферромагнитные и диамагнитные.
Парамагнитные- вещества, магнитная проницаемость которых немного больше,
чем у вакуума. Попадая в магнитное поле, они немного усиливают его у конца
стержня за счет своего магнетизма, и ослабляют его рядом со стержнем.
Ферромагнитные- вещества, магнитная проницаемость которых во много раз
больше, чем у вакуума. Попадая в магнитное поле, они намагничиваются и
значительно усиливают его за счет своего магнетизма у полюсов. Диамагнитные-
вещества, магнитная проницаемость которых меньше, чем у вакуума. Они
ослабляют у концов магнитное поле, в которое попали. Магнитное поле внутри
диамагнитного вещества меньше, чем снаружи.
Гипотеза Ампера.
Элементарный магнит- круговой ток, циркулирующий внутри небольшой частицы
вещества: атома, молекулы или их группы.
Ферромагнетики.
Ферромагнетики- вещества, магнитная проницаемость которых во много раз
больше, чем у вакуума. Их применяют для получения сильного магнитного поля.
Попадая в магнитное поле, они намагничиваются и значительно усиливают его
за счет своего магнетизма у полюсов. В их атомах есть электроны, которые,
двигаясь по орбитам вокруг ядер, совершают вращение вокруг своей оси.
Магнитные поля таких электронов очень сильные и так расположены в
пространстве, что при наложении усиливают друг друга. Внешнее магнитное
поле у полюсов ферромагнетиков велико, так как велико и внутреннее.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
