Презентация "Электрическая проводимость различных сред"

Подписи к слайдам:

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ СРЕД Природа электрического тока в металлах Опыт К. Рикке Через три предварительно взвешенных цилиндра пропускали ток в течении длительного времени. В алюминии меди не оказалось. Вывод: ток не является направленным движением ионов Природа электрического тока в металлах Катушка вращалась с v=500 м/с; при резком торможении свободные частицы двигались по инерции. Короткое время ток. Направление и значение определило Электронная теория металлов

Свободные электроны в
Движение электронов – законам Ньютона
Электроны сталкиваются с ионами кристаллической решетки
Двигаясь до столкновения электроны ускоряются электрическим полем и приобретают Ек

Зависимость сопротивления проводника от температуры Если нагревать проводник, по которому идет ток, то значение R проводника возрастет Зависимость сопротивления проводника от температуры

Интенсивность колебаний узлов
Чем больше температура, тем
В металлах концентрация е=const, поэтому
-температурный коэффициент сопротивления, К-1

Сверхпроводимость 1911 г.- голландский физик Г.Камерлинг-Оннес Сверхпроводимость С понижением Т: R платины убывает, R ртути обращается в О при критической температуре 4,1 К Применение: Электрический ток в полупроводниках Вещества, удельное сопротивление которых убывает с повышением температуры, изменением освещенности, наличия примесей, наз. полупроводниками (п/п) Имеют кристаллическую решетку

Вещества

Проводники и сверх

Полупроводники

Диэлектрики

10 -8

10 17

Чистые полупроводники Каждый атом имеет четыре соседа, с которыми связан ковалентными связями. При низкой температуре электроны связаны с атомами; свободных носителей заряда нет. При увеличении температуры энергия электронов увеличивается и они рвут связи, а на их месте образуется положительная дырка Собственная проводимость – электронно-дырочная N- =N+ Примесная проводимость Донорная (электронная) n-типа (Si+As) As имеет 5 е. Один не участвует в образовании ковалентной связи-свободный е N- >>N+ Акцепторная проводимость

Акцепторная (дырочная) p-типа (Si+In)

In имеет 3 е. На месте одной из ковалентных связей образуется положительная «дырка». Один атом имеет одну «дырку»

N + >>N -

р-п переход

Диффузия электронов и «дырок» - запирающий слой –односторонней проводимостью: d=10 -7 м, U=0,8 В
Ток есть при подключении р-типа к «+» источника, п-типа к

«-» источника. Запирающий слой уменьшается, Еи>Ез

При обратном подключении – запирающий слой увеличивается. Тока нет

Полупроводниковые приборы

Полупроводниковый диод
Транзистор
Терморезистор
Фоторезистор

Электрический ток в жидкостях

Электролиты – жидкие проводники, в которых подвижными носителями зарядов являются ионы.

Распад электролитов на ионы при их растворении под влиянием электрического поля, называется электролитической диссоциацией

Электрический ток в жидкостях Электролиз – процесс выделения на электроде вещества, связанный с окислительно-восстановительными реакциями

от температуры;
от концентрации раствора;
от рода раствора

Закон электролиза Фарадея

Электрический ток в жидкостях Применение электролиза:

Определение заряда электрона;
Гальваностегия –никелирование, серебрение;
Гальванопластика;
Электронатирание;
Кислород и водород в промышленности;
Очистка металлов;
Электрополировка

Электрический ток в газах Газ - при обычных условиях – диэлектрик. Воздух: линии электропередач, в обкладках конденсаторов, в контактах выключателей Газ – при определенных условиях-проводник Молния, электрическая дуга, плазма Процесс протекания тока через газ называется газовым разрядом Электрический ток в газах Ионизация газов

Высокая температура
Ультрафиолетовое излучение
Рентгеновское излучение
- лучи и т.д.

Ионизация осуществляется при условии

Рекомбинация обратна ионизации

Несамостоятельный и самостоятельный разряды . Ионизация осуществляется при условии Рекомбинация обратна ионизации В газах электронно-ионная проводимость Различные типы самостоятельного разряда

Тип разряда

Вид

Условие возникновения

Применение- проявление

Тлеющий

Между двумя электродами, низкое р, U≈несколько сотен Вольт

Газосветные трубки, неоновые лампы, лампы дневного света, ртутные лампы низкого давления

Дуговой

Атмосферное р, U≈50 Вольт

Ртутные лампы высокого давления, дуговые лампы, электроплавильные печи, электролиз

Различные типы самостоятельного разряда

Тип разряда

Вид

Условие возникновения

Применение- проявление

Коронный

Атмосферное р, Е=3*106 В/м

Линии электропередач, огни Эльма, ксерокс, лазерный принтер

Искровой

Близко к атмосферному р, U≈30 кВ, треск

Спектральный анализ, регистрация заряженных частиц, молния

Плазма

Частично или полностью ионизованный газ.
Наиболее распространенное состояние вещества в природе
Низкотемпературная	Т10 5 К	Ионосфера Земли
Высокотемпературная	Т10 5 К	Пламя костра, звезды, кварцевые лампы