Носители электрических зарядов в металлах полупроводниках электролитах и газах
Опорные конспекты по теме "Электрический ток в различных средах" относятся к разделу "Постоянный электрический ток". Они дают возможность обучающимся обзорно представить всю изучаемую тему.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| no2._uchebno-metodicheskoe_posobie._elektricheskiy_tok_v_razlichnyh_sredah.doc | 92.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Профессиональное училище № 36
Разработала преподаватель физики
Романова Ирина Викторовна
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ №1
По теме: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ»
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ №2
по теме: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ»
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ №3
по теме: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ»
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ №4
по теме: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ВАКУУМЕ»
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ №5
по теме: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЖИДКОСТЯХ»
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ № 6
по теме: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ»
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ №7
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ №8
по теме: «ПЛАЗМА. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ПЛАЗМЕ»
распад нейтральных атомов на электроны и положительно заряжен-ные ионы, вследствие нагревания или воздейст-вия излучением .
- термическая (нагревание газа);
- ударная (столкновение атомов газа);
- фотоионизация (яркое освещение газа).
ионизации, когда при сближении электрона и положительно заряженного иона они вновь образуют нейтральный атом .
Проводимость газов – электронная
Носителями эл.зарядов в газах являются
электроны (-q) и положительные ионы (+q).
называют процесс протекания
электрического тока через газ.
Электрический ток в газах –
это упорядоченное движение свободных электронов и положительных ионов
Электрический ток в металлах-
это упорядоченное движение свободных электронов
1. Проводимость металлов –
электронная, обусловленная движением свободных электронов. Носителями эл.заряда в металлах являются свободные электроны
2. Условия возникновения и существования лэ.тока в металлах:
– наличие свободных электронов;
– разность потенциалов на концах проводника, то есть напряжение в металле, под действием которого свободные электроны получают упорядоченное движение .
3. Электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине (ℓ ) и обратно пропорционально площади его поперечного сечения (S), а также напрямую зависит от удельного сопротивления вещества (ρ), из которого сделан проводник.
4. Зависимость сопротивления проводника от температуры
характеризует температурный коэффициент (α). Он численно равен относительному изменению сопротивления проводника при нагревании на 1К.
Для металлов коэффициент всегда больше нуля α > 0, то – есть при повышении температуры сопротивление проводника растет.
это явление, при котором в процессе понижения температуры металла сопротивление его постепенно убывает, а при температуре около 25К (-248 о С) оно резко падает до нуля.
это проводимость полупроводников, обусловленная появлением «дырки» (+q) в том месте, откуда ушёл электрон (-q).
Под действием напряжения «дырка» смещается в противоположную электрону сторону
к отрицательному потенциалу.
это проводимость полупроводников, обусловленная наличием у них свободных электро-нов (-q), образую-щихся при разрыве связей между атомами.
При повышении температуры число свободных электронов увели-чивается, а это приводит к умень-шению сопротивле-ния полупроводника
это примеси, прини-мающие электроны и увеличивающие число «дырок» (+q). Число «дырок» в кристалле равно числу атомов примеси.
Полупроводники с акцепторными примесями называют полупроводниками
p-типа. В них основными носителями заряда являются «дырки» (+q).
это примеси, легко отдающие элек-троны и увеличива-ющие число свобод-ных электронов
Полупроводники с донорными приме-сями называют полупроводниками
n-типа. В них ос-новными носителя-ми заряда являются электроны (-q).
это проводимость полупроводников при наличии примесей. Изменяя кон-центрацию примеси, можно значи-тельно изменить число носителей заряда того или иного знака.
это проводимость чистых полупроводников. Носителями эл.заряда являются электроны (-q) и «дырки» (+q).
Электрический ток в полупроводниках –
это упорядоченное движение электронов (-q) и дырок (+q)
Электрический ток в вакууме –
это упорядоченное движение электронов, выделенных из нагретого катода
Вакуум – это настолько разреженный газ в замкнутом объёме, что молекулы или свободные элементарные частицы успевают пролететь от одной стенки сосуда до другой без соударения друг
это процесс, основанный на свойстве тел (металла), нагретых до высокой температуры, испускать электроны (-q).
Нагретый металлический электрод в отличие от холодного непрерывно испускает электроны, которые образуют вокруг него электронное облако. Чем выше температура металла, тем выше плотность электронного облака.
возникает в результате разницы между горячим и холодным электродами.
Положительный полюс источника тока соединён с холодным электродом (анодом), а отрицательный – с нагретым (катодом). Под действием электрического поля электроны покидают электронное облако и сплошным потоком текут от катода к аноду. Электрическая цепь замыкается и в ней возникает электрический ток.
Носители электрического заряда в вакууме –
электроны (-q) выделившиеся из атомов нагретого катода.
это процесс выделения на электроде вещества входящего в электролит, связанный с окислительно-восстановительными реакциями
При ионной проводимости прохождение тока связано с переносом вещества. На аноде отри-цательно заряженные ионы отдают свои лишние заряженные электроны (окислительная реакция), а на катоде положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная реакция).
объединение ионов с разными знаками электрического заряда
в нейтральную молекулу вещества.
это перенос заряда в растворах и расплавах электролитов. Носителями электрического заряда в электролитах являются положительные и отрицательные ионы.
распад нейтральных молекул вещества на положительные и отрицательные ионы под влиянием полярных молекул растворителя.
это растворы и расплавы кислот, солей и щелочей проводящих электрический ток.
1. Электрический ток в металлах, полупроводниках, жидкостях и газах. Действия тока
Металлы в твёрдом состоянии имеют кристаллическое строение.
Модель металла — кристаллическая решётка (рис. 1 ) , в узлах которой частицы совершают хаотичное колебательное движение.
Отрицательными ионами называют атомы и молекулы, присоединившие к себе лишние электроны — приобретшие отрицательный заряд .
Положительными ионами называют атомы и молекулы, потерявшие электроны — приобретшие положительный заряд .
Положительные ионы располагаются в узлах кристаллической решётки. Свободные электроны движутся в пространстве между ними (рис. 2 ).
В невозбуждённом состоянии атом любого вещества имеет одинаковое количество электронов и протонов, поэтому суммарный их заряд равен нулю. Говорят, что атом электрически нейтрален .
Процесс электризации тела представляет собой приобретение или потерю этим телом электронов и ионов. Подвижными носителями зарядов в твёрдых металлов являются только электроны. При электризации металлических тел с одного на другое переходят только электроны.
Свободным называется электрон, оторвавшийся и не присоединившийся к другим молекулам и атомам, существующий как самостоятельная частица.
Электрический ток в металлах обусловлен наличием свободных подвижных электронов, совокупность которых называют электронным газом .
Электрически нейтральным будет называться вещество, в котором количество положительных зарядов равно количеству отрицательных зарядов.
Оказывается, скорость движения электронов в проводнике чрезвычайно мала, всего лишь несколько миллиметров в секунду. Почему же тогда лампочка загорается сразу после нажатия на выключатель? Все дело в том, при включении света в проводнике возникает электрическое поле (скорость его распространения около 300 000 км/с), которое заставляет
электроны двигаться в одном направлении по всей длине проводника.
Подтверждением того, что ток в металлах обусловлен движением электронов, явились многочисленные опыты, например, опыт Мандельштама и Папалекси (1916 г.). Цель опыта состояла в проверке того, есть ли масса у носителя электрического тока — электрона. Если масса у электрона есть, то он должен подчиняться законам механики, в частности, закону инерции. К примеру, если движущийся проводник резко затормозить, то электроны ещё некоторое время будут двигаться в том же направлении по инерции.
Для этой проверки исследователи вращали катушку с проходящим током, а затем резко останавливали её. Возникающий бросок тока регистрировали с помощью телефона.
По щелчку тока в телефонах Мандельштам и Папалекси установили, что электрон обладает массой. Но измерить эту массу они не смогли. Поэтому этот опыт — качественный. Позже американские физики Толмен и Стюарт, используя ту же идею вращения катушки, измерили массу электрона. Для этого они измеряли возникающий при торможении катушки заряд на её выводах.
Электрический ток может существовать не только в металлах, но и в других средах: в полупроводниках, газах и растворах электролитов. Носители электрических зарядов в разных средах разные.
Так, в растворах электролитов (солей, кислот и щелочей) носителями являются положительные и отрицательные ионы, в газах — положительные и отрицательные ионы, а также электроны. В полупроводниках носителями заряда являются электроны и дырки (дырка — придуманная частица для объяснения механизма проводимости, по сути — свободное место, не занятое электроном).
Полупроводники при низкой температуре не проводят электрический ток — являются диэлектриками. При воздействии на полупроводник светом, добавлением примесей или при нагревании появляются свободные носители зарядов, которые при своём направленном движении создают электрический ток. Полупроводник становится проводником.
Свойство полупроводников изменять электропроводность под воздействием света используется в фотосопротивлениях для создания сигнализации, при сортировке деталей.
В экстренных ситуациях они позволяют автоматически останавливать станки и конвейеры, предупреждая несчастные случаи.
При этом, если единственными носителями тока являются отрицательно заряженные частицы (например, электроны в металле), то направление тока противоположно направлению движения электронов: движение электронов показано зеленой стрелкой, а направление тока — красной стрелкой (рис. 4 ).
Используя это свойство, можно найти место обрыва фазового провода приборами, реагирующими на изменения в электромагнитном поле, к примеру, индикаторной отвёрткой с фазоискателем.
Магнитное действие тока используют в устройстве гальванометра. Для этой цели между полюсами магнита помещают легкую рамку с витками провода. При протекании тока она поворачивается, увлекая за собой стрелку (рис. 5 ).
Магнитное действие тока проявляется вне зависимости от агрегатного состояния вещества. При замыкании ключа можно наблюдать, как проволока, намотанная на гвоздь, начинает притягивать небольшие железные предметы. Это свойство широко используется в грузоподъёмных электромагнитах.
При прохождении электрического тока по проводнику в результате столкновений свободных электронов с его атомами и ионами проводник нагревается. Это явление проявляется в любых устройствах, имеющих нагревательный элемент: фен, плойка, электроплита, калорифер, стиральная машина, тостер, электровафельница и т.д. И даже спираль лампочки накаливания нагревается током до яркого накаливания. Под действием тока нагревается и провисает проволока.
Химическое действие тока применяется для покрытия одного металла слоем другого металла, например, при хромировании и никелировании.
Урок "Носители электрического заряда" 8 класс
Цели : ввести понятие носителя электрического заряда, познакомить с носителями электрического заряда в металлах, электролитах, газах, полупроводниках; формировать умения кратко и логично формулировать вопрос и ответ на него; продолжить формирование общеучебных навыков: наблюдать и анализировать эксперимент, грамотно излагать его результаты.
Оборудование : модель кристаллической решетки, ИТ, набор для электролиза, лампочка, ключ, два штатива, два диска, спиртовка, спички, тонкая никелиновая проволочка, гвоздь, скрепки, электрический звонок, гальванометр.
I. Актуализация опорных знаний.
а ) Фронтальная беседа :
1) Что такое электрический ток?
2) Что значит «упорядоченное движение заряженных частиц»?
3) Каковы условия существования электрического тока?
4) Является ли молния электрическим током?
5) Как вы думаете, обязательно ли нужен проводник для того, чтобы существовал электрический ток?
6) Каково основное назначение источника тока?
7) Какая энергия может превращаться в источнике тока в электрическую?
8) Приведите примеры известных вам источников тока.
II. Изучение нового материала.
1. Формирование представлений о механизме протекания электрического тока в разных проводящих средах.
Учащиеся по ходу объяснения заполняют обобщающую таблицу.
а ) Электрический ток в металлах.
Металлы в твёрдом состоянии имеют кристаллическое строение. Частицы в кристаллах расположены в определённом порядке, образуя пространственную (кристаллическую) решётку.
Демонстрация кристаллической решетки.
Как вам уже известно, в любом металле часть валентных электронов покидает свои места в атоме, в результате чего атом превращается в положительный ион. В узлах кристаллической решётки металла расположены положительные ионы, а в пространстве между ними движутся свободные электроны (электронный газ), то есть не связанные с ядрами своих атомов. Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решётки. Поэтому в обычных условиях металл электрически нейтрален. Экспериментально показано, что в металлах ионы не принимают участия в перенесении электрических зарядов, так как в противном случае электрический ток обязательно сопровождался бы переносом материала, что не наблюдалось. В опытах с инерцией электронов было установлено, что электрический ток в металлах обусловлен упорядоченным движением свободных электронов. Если внутри металла нет электрического тока, то электроны проводимости совершают беспорядочное движение (тепловое): в каждый момент времени они имеют неодинаковые скорости и различные направления.
Демонстрация компьютерной модели «Электрический ток в металлах».
Делаем в тетради заготовку таблицы, которую будем заполнять по ходу урока.
Презентация по физике на тему "Электрический ток в различных средах"
Качканарский филиал
ГАПОУ СО «Уральский радиотехнический колледж им. А. С. Попова»
Презентация по физике
(для 1 курса)
Тема
«Электрический ток
в различных средах»
Разработчик
Кашина
Татьяна Васильевна,
преподаватель физики,
1 категория
Электрический ток в различных средах
Электрический ток в металлах
Электрический ток в полупроводниках
Электрический ток в p-n-переходах
Ток в растворах и расплавах электролитов
Электрический ток в вакууме
Электрический ток в газах
Электрический ток в металлах
Носителями заряда в металлах являются свободные электроны
При увеличении напряжения в проводнике сила тока возрастает:
I
U
Закон Ома
При увеличении температуры проводника сила тока уменьшается:
Сопротивление проводника находится в прямой зависимости от температуры:
Удельное сопротивление металлов линейно зависит от температуры:
Закономерности протекания электрического тока в металлах находят применение в вольтметрах и термометрах сопротивления.
В металлических проводниках
Носители заряда – свободные электроны
Сила тока находится в прямой зависимости от напряжения и в обратной от сопротивления
Сопротивление металлов зависит от температуры
Электрический ток в полупроводниках
К полупроводникам относится ряд материалов, находящийся между металлами и диэлектриками (изоляторами). Носителями заряда в полупроводниках являются свободные электроны и «дырки» («дыркой» называют перемещающееся место в кристалле с недостатком одного электрона).
При увеличении напряжения в полупроводнике возрастает сила тока:
I
U
Закон Ома
В полупроводнике при увеличении температуры
возрастает сила тока :
,
Увеличивается количество освобожденных в единицу времени электронов, что приводит к уменьшению сопротивления.
Увеличение освещенности сопровождается увеличением силы тока:
Приборы, в которых используется зависимость электрического сопротивления полупроводниковых кристаллов…
от температуры, называют терморезисторами (термисторами)
от освещенности, называют фоторезисторами
В полупроводниках
Заметная электропроводимость возникает лишь при комнатных температурах
С ростом температуры падает сопротивление, к уменьшению удельного сопротивления приводит внедрение примесей
Сила тока находится в прямой зависимости от температуры, напряжения и освещенности
Носители заряда – свободные электроны и дырки
Граница раздела проводников p-типа и n-типа называется p-n-переходом. P-n-переход пропускает электрический ток при одной полярности включения напряжения и не пропускает ток при другой полярности включения. При запирающем (обратном) направлении поля сила тока очень мала, в пропускном (прямом) направлении поля сила тока значительно больше.
Свойство односторонней проводимости диода используется для выпрямления переменного тока.
Носителями заряда в p-n-переходах являются
В p-области – «дырки»
В n-области - электроны
Прямой ток – запирающий слой сужается:
Обратный ток – запирающий слой расширяется:
I
U
0
В настоящее время полупроводниковые диоды (полупроводники с одним электронно-дырочным переходом) и транзисторы (полупроводниковые устройства, позволяющие управлять электрическими сигналами, усиливать и генерировать электромагнитные колебания) нашли широкое применение в электронике, радиотехнике, вычислительной технике, автоматике.
Таким образом, …
P-n-переход обладает свойством односторонней проводимости
Носители заряда: в p-области – «дырки», в n-области – электроны
Закономерности протекания электрического тока применяются в полупроводниковых диодах и транзисторах (полевые или униполярные (носители тока - либо электроны, либо дырки) и биполярные (носители тока - и электроны, и дырки) ).
Ток в растворах и расплавах электролитов
Носителями заряда в электролитах являются положительные и отрицательные ионы
Увеличение напряжения приводит к увеличению силы тока в р-рах и расплавах электролитов
Закон Ома
I
U
0
При увеличении температуры в электролитах сила тока возрастает:
,
а при увеличении силы тока увеличивается масса выделившегося на электроде вещества:
Закон Фарадея
Явление электролиза нашло широкое применение в технике.
С помощью электролиза для защиты от окисления производится покрытие поверхности одного металла (различные предметы и детали машин) другим (хромирование, никелирование и т.п.)
Электролиз применяется в гальванопластике – процессе получения отслаиваемых покрытий из металлов
В полиграфической промышленности электролиз применяют для создания стереотипов с матриц
Явление электролиза применяется для получения многих металлов из раствора солей и т. п. (например, получение алюминия из расплава бокситов)
В растворах и расплавах электролитов
Носителями заряда являются положительные и отрицательные ионы
К увеличению силы тока приводит увеличение температуры и увеличение напряжения, что в свою очередь влияет на увеличение массы выделившегося на электроде вещества
Явление электролиза применяется на практике в электрометаллургии, гальваностегии, гальванопластике.
Электрический ток в вакууме
Носителями заряда в вакууме являются электроны
Вакуум – отличный изолятор, т. к. в нем отсутствуют свободные электрические заряды
Явление термоэлектронной эмиссии – излучения электронов с поверхности нагретого металла наблюдается в электронной лампе (электронно-лучевая трубка)
На основе электронно-лучевой трубки созданы осциллограф – прибор, предназначенный для исследования колебаний и других быстропротекающих процессов, а так же телевизионный передатчик и приемник
Самый простой электровакуумный прибор – вакуумный диод. Его основное свойство, используемое в практике – односторонняя проводимость
Вакуумный триод - электровакуумный прибор, в котором между катодом и анодом помещается третий электрод
I
U
O
Iн
В
С
А
Прямой ток
Обратный ток
При подаче на катод положительного знака напряжения, а на анод отрицательного знака, испущенные катодом электроны не могут достигнуть анода, так как электрическое поле действует на них в противоположном направлении. Других свободных носителей электрического заряда в вакууме нет, нет и электрического тока через диод.
(ток достиг насыщения)
Увеличение силы тока наблюдается при увеличении температуры:
В вакууме
Носители заряда – электроны
Свойство односторонней проводимости диода используется на практике для выпрямления переменного тока
Сила тока в вакууме зависит от температуры и напряжения
Закономерности протекания электрического тока нашли свое применение на практике в вакуумных диодах, вакуумных триодах, электронно-лучевых трубках.
Электрический ток в газах
Газ может стать проводником электрического тока, если в результате какого-то процесса часть его атомов ионизируется и появляются положительные и отрицательные ионы. Значения температуры, при которой начинается термическая ионизация газа, для разных газов различны, т. к. различны значения энергии связи электронов в различных атомах
Газ в ионизированном состоянии называется плазмой
Носители электрического заряда в газах – положительные ионы и электроны
I
U
O
Iн
В
С
D
На участке BC ток достиг насыщения
OBC – участок несамостоятельного разряда
CD – область самостоятельного разряда
Увеличение температуры газа приводит к увеличению силы тока:
Виды газового разряда
Электрическая дуга (применяется при сварке металлов, в прожекторах, в металлургии и электротехнике)
Коронный (наблюдается перед грозой (или во время) на остриях высокоподнятых предметов)
Искровой (молния, полярное сияние)
Тлеющий ( в газоразрядных источниках света, газосветных лампах, цифровых индикаторах)
В газах
Носители заряда – положительные ионы, электроны
Сила тока линейно зависит от температуры
Для того, чтобы газ стал проводником эл. тока, газ надо подвергнуть действию внешнего ионизатора( нагреванию, электромагнитному излучению)
Свойства газовых разрядов нашли широкое применение : газосветные трубки, сварка, плавка, резка металлов
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Электрический ток в различных средах
презентация к уроку на тему
Электрический ток в металлах: Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. Опыты показывают, что при протекании тока по металлическому проводнику не происходит переноса вещества, следовательно, ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда.
Опыты Толмена и Стюарта являются доказательством того, что металлы обладают электронной проводимостью Катушка с большим числом витков тонкой проволоки приводилась в быстрое вращение вокруг своей оси. Концы катушки с помощью гибких проводов были присоединены к чувствительному баллистическому гальванометру Г . Раскрученная катушка резко тормозилась, и в цепи возникал кратковременных ток, обусловленный инерцией электронов.
Выводы: 1.носителями заряда в металлах являются электроны; 2. процесс образования носителей заряда – обобществление валентных электронов; 3.сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника – выполняется закон Ома; 4. техническое применение электрического тока в металлах: обмотки двигателей, трансформаторов, генераторов, проводка внутри зданий, сети электропередачи, силовые кабели.
Электрический ток в вакууме Вакуум - сильно разреженный газ, в котором средняя длина свободного пробега частицы больше размера сосуда, то есть молекула пролетает от одной стенки сосуда до другой без соударения с другими молекулами. В результате в вакууме нет свободных носителей заряда, и электрический ток не возникает. Для создания носителей заряда в вакууме используют явление термоэлектронной эмиссии.
ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ – это явление «испарения» электронов с поверхности нагретого металла. В вакуум вносят металлическую спираль, покрытую оксидом металла, нагревают её электрическим током (цепь накала) и с поверхности спирали испаряются электроны, движением которых можно управлять при помощи электрического поля.
На слайде показано включение двухэлектродной лампы Такая лампа называется вакуумный диод
Эта электронная лампа носит название вакуумный ТРИОД. Она имеет третий электрод –сетку, знак потенциала на которой управляет потоком электронов .
Выводы: 1. носители заряда – электроны; 2. процесс образования носителей заряда – термоэлектронная эмиссия; 3.закон Ома не выполняется; 4.техническое применение – вакуумные лампы (диод, триод), электронно – лучевая трубка.
Электрический ток в полупроводниках При нагревании или освещении некоторые электроны приобретают возможность свободно перемещаться внутри кристалла, так что при приложении электрического поля возникает направленное перемещение электронов. полупроводники представляют собой нечто среднее между проводниками и изоляторами. Полупроводники - твердые вещества, проводимость которых зависит от внешних условий (в основном от нагревания и от освещения).
С понижением температуры сопротивление металлов падает. У полупроводников, напротив, с понижением температуры сопротивление возрастает и вблизи абсолютного нуля они практически становятся изоляторами. Зависимость удельного сопротивления ρ чистого полупроводника от абсолютной температуры T .
Собственная проводимость полупроводников Атомы германия имеют четыре слабо связанных электрона на внешней оболочке. Их называют валентными электронами . В кристаллической решетке каждый атом окружен четырьмя ближайшими соседями. Связь между атомами в кристалле германия является ковалентной , т. е. осуществляется парами валентных электронов. Каждый валентный электрон принадлежит двум атомам .Валентные электроны в кристалле германия гораздо сильнее связаны с атомами, чем в металлах; поэтому концентрация электронов проводимости при комнатной температуре в полупроводниках на много порядков меньше, чем у металлов. Вблизи абсолютного нуля температуры в кристалле германия все электроны заняты в образовании связей. Такой кристалл электрического тока не проводит.
Образование электронно-дырочной пары При повышении температуры или увеличении освещенности некоторая часть валентных электронов может получить энергию, достаточную для разрыва ковалентных связей. Тогда в кристалле возникнут свободные электроны (электроны проводимости). Одновременно в местах разрыва связей образуются вакансии, которые не заняты электронами. Эти вакансии получили название « дырок ».
Примесная проводимость полупроводников Проводимость полупроводников при наличии примесей называется примесной проводимостью. Различают два типа примесной проводимости – электронную и дырочную проводимости.
Электронная и дырочная проводимости . Если примесь имеет валентность большую, чем чистый полупроводник, то появляются свободные электроны. Проводимость – электронная, примесь донорная, полупроводник n – типа. Если примесь имеет валентность меньшую, чем чистый полупроводник, то появляются разрывы связей – дырки. Проводимость – дырочная, примесь акцепторная, полупроводник p – типа.
Выводы: 1. носители заряда – электроны и дырки; 2. процесс образования носителей заряда – нагревание, освещение или внедрение примесей; 3.закон Ома не выполняется; 4.техническое применение – электроника.
Электрический ток в жидкостях Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. Электролитами являются водные растворы неорганических кислот, солей и щелочей.
Сопротивление электролитов падает с ростом температуры, так как с ростом температуры растёт количество ионов. График зависимости сопротивления электролита от температуры.
Явление электролиза - это выделение на электродах веществ, входящих в электролиты; Положительно заряженные ионы (анионы) под действием электрического поля стремятся к отрицательному катоду, а отрицательно заряженные ионы (катионы) - к положительному аноду. На аноде отрицательные ионы отдают лишние электроны (окислительная реакция ) На катоде положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная ).
Законы электролиза Фарадея. Законы электролиза определяют массу вещества, выделяемого при электролизе на катоде или аноде за всё время прохождения электрического тока через электролит. k - электрохимический эквивалент вещества, численно равный массе вещества, выделившегося на электроде при прохождении через электролит заряда в 1 Кл.
Выводы: 1. носители заряда – положительные и отрицательные ионы; 2. процесс образования носителей заряда – электролитическая диссоциация; 3 .электролиты подчиняются закону Ома; 4.Применение электролиза : получение цветных металлов (очистка от примесей - рафинирование); гальваностегия - получение покрытий на металле (никелирование, хромирование, золочение, серебрение и т.д. ); гальванопластика - получение отслаиваемых покрытий (рельефных копий).
Электрический ток в газах Зарядим конденсатор и подключим его обкладки к электрометру. Заряд на пластинах конденсатора держится сколь угодно долго, не наблюдается перехода заряда с одной пластины конденсатора на другую. Следовательно воздух между пластинами конденсатора не проводит ток. В обычных условиях отсутствует проводимость электрического тока любыми газами. Нагреем теперь воздух в промежутке между пластинами конденсатора, внеся в него зажженную горелку. Электрометр укажет появление тока, следовательно при высокой температуре часть нейтральных молекул газа распадается на положительные и отрицательные ионы. Такое явление называется ионизацией газа.
Прохождение электрического тока через газ называется разрядом . Разряд, существующий при действии внешнего ионизатора, - несамостоятельный. Если действие внешнего ионизатора продолжается, то через определенное время в газе устанавливается внутренняя ионизация (ионизация электронным ударом) и разряд становится самостоятельным .
Виды самостоятельного разряда: ИСКРОВОЙ ТЛЕЮЩИЙ КОРОННЫЙ ДУГОВОЙ
Искровой разряд При достаточно большой напряженности поля (около 3 МВ/м) между электродами появляется электрическая искра, имеющая вид ярко светящегося извилистого канала, соединяющего оба электрода. Газ вблизи искры нагревается до высокой температуры и внезапно расширяется, отчего возникают звуковые волны, и мы слышим характерный треск.
Электрическая дуга (дуговой разряд) В 1802 году русский физик В.В. Петров (1761-1834) установил, что если присоединить к полюсам большой электрической батареи два кусочка древесного угля и, приведя угли в соприкосновение, слегка их раздвинуть, то между концами углей образуется яркое пламя, а сами концы углей раскалятся добела, испуская ослепительный свет.
Выводы: 1. носители заряда – положительные, отрицательные ионы и электроны; 2. процесс образования носителей заряда – ионизация внешним ионизатором или электронным ударом; 3 .газы не подчиняются закону Ома; 4.Техническое применение: дуговая электросварка, коронные фильтры, искровая обработка металлов, лампы дневного света и газосветная реклама.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Конспект урока по экологии "Среда обитания и факторы среды. Общие закономерности действия факторов среды на организмы. Популяция. Экосистема. Биосфера".
Подробная разработка урока экологии, где учащиеся закрепляют понятия об экологических факторах и их классификацию. Изучается влияние этих факторов на живые организмы; дается понятие .
Правила построения электрических схем. Монтаж электрических схем
Правила построения электрических схем. Монтаж электрических схем.
Разработка теста по теме «Учет и контроль электрической энергии» в среде MуTestX Pro
В данной работе моделируется ситуация учета электроэнергии потребителем при возникновении проблем с приборами учета. Для примера рассматривается однофазная цепь с частично неисправным ваттметром (повр.
МАСТЕР – КЛАСС Тема : Моделирование электрических цепей по курсу дисциплины «Электротехника и электроника» в виртуальной среде с помощью программы Electronics Workbench (EWB)
Изучение программы-симулятора электронных схем «Electronics Workbench», которая используется при проведении лабораторных работ по дисциплине «Электротехника и электроника» намного упрощает их про.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА МДК 01.02 Основы технической эксплуатации и обслуживания электрического и электромеханического оборудования ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ ПМ.01 Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудовани
Примерная программа профессионального модуля (далее примерная программа) – является частью примерной основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 13.0.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ ПМ.01 ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханическо
Рабочая программа профессионального модуля разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образовани.
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ МДК.01.02 ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПМ.01 Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического о
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ МДК.01.02 ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПМ.01 Организация техническ.
Читайте также: