Presentation om ?mnet elektrisk ledningsf?rm?ga f?r olika ?mnen. Elektrisk str?m i olika milj?er. Slutsats: 1. laddningsb?rare – positiva och negativa joner

1 rutschkana

2 rutschkana

3 rutschkana

Elektriska egenskaper hos ?mnen Ledare Halvledare Dielektrika Leder elektrisk str?m v?l Dessa inkluderar metaller, elektrolyter, plasma ... De mest anv?nda ledarna ?r Au, Ag, Cu, Al, Fe ... De leder praktiskt taget inte elektrisk str?m Dessa inkluderar plast, gummi , glas, porslin, torrt tr?, papper... N?r det g?ller ledningsf?rm?ga intar de en mellanposition mellan ledare och dielektrikum Si, Ge, Se, In, As. Olika ?mnen har olika elektriska egenskaper, men beroende p? elektrisk ledningsf?rm?ga kan de delas in i 3 huvudgrupper: ?mnen

4 rutschkana

5 rutschkana

Den elektriska str?mmens natur i metaller Elektrisk str?m i metallledare orsakar inga f?r?ndringar i dessa ledare f?rutom deras uppv?rmning. Koncentrationen av ledningselektroner i en metall ?r mycket h?g: i storleksordning ?r den lika med antalet atomer per volymenhet av metallen. Elektroner i metaller ?r i kontinuerlig r?relse. Deras slumpm?ssiga r?relse liknar r?relsen av ideala gasmolekyler. Detta gav anledning att tro att elektroner i metaller bildar ett slags elektrongas. Men hastigheten f?r slumpm?ssig r?relse av elektroner i en metall ?r mycket h?gre ?n hastigheten f?r molekyler i en gas (den ?r ungef?r 105 m/s). Elektrisk str?m i metaller

6 rutschkana

Papaleksi-Mandelshtam-experiment Beskrivning av experimentet: Syfte: att ta reda p? vilken ledningsf?rm?ga metaller har. Installation: spole p? en st?ng med glidkontakter, ansluten till en galvanometer. F?rloppet av experimentet: spolen snurrade i h?g hastighet, stannade sedan abrupt, och galvanometern?len s?gs kastas tillbaka. Slutsats: metallers ledningsf?rm?ga ?r elektronisk. Elektrisk str?m i metaller

7 rutschkana

Metaller har en kristallin struktur. Vid noderna i kristallgittret finns positiva joner som utf?r termiska vibrationer n?ra j?mviktspositionen, och fria elektroner r?r sig kaotiskt i utrymmet mellan dem. Det elektriska f?ltet ger dem acceleration i motsatt riktning mot f?ltstyrkevektorns riktning. D?rf?r, i ett elektriskt f?lt, f?rskjuts slumpm?ssigt r?rliga elektroner i en riktning, d.v.s. r?ra sig p? ett ordnat s?tt. - - - - - - - - - Elektrisk str?m i metaller

8 glida

Ledarresistans beroende av temperatur N?r temperaturen ?kar, ?kar resistiviteten hos ledaren. Motst?ndskoefficienten ?r lika med den relativa f?r?ndringen i ledarens resistans vid uppv?rmning med 1K. Elektrisk str?m i metaller

Bild 9

Halvledares inneboende konduktivitet F?roreningskonduktivitet f?r halvledare p – n-?verg?ng och dess egenskaper

10 rutschkana

Halvledare Halvledare ?r ?mnen vars resistivitet minskar med ?kande temperatur Halvledares inneboende ledningsf?rm?ga Halvledares f?roreningsledningsf?rm?ga p–n-?verg?ng och dess egenskaper Elektrisk str?m i halvledare.

11 rutschkana

Halvledares inneboende ledningsf?rm?ga L?t oss ?verv?ga ledningsf?rm?gan hos kiselbaserade halvledare Si Kisel ?r ett kemiskt element med fyra valenser. Varje atom har 4 elektroner i det yttre elektroniska lagret, som anv?nds f?r att bilda parelektroniska (kovalenta) bindningar med 4 angr?nsande atomer. Under normala f?rh?llanden (l?ga temperaturer) finns det inga fria laddade partiklar i halvledare, s? halvledaren g?r det inte leda elektrisk str?m Si Si Si Si Si - - - - - - - - Elektrisk str?m i halvledare

12 rutschkana

L?t oss ?verv?ga f?r?ndringar i en halvledare med ?kande temperatur. N?r temperaturen ?kar, ?kar energin hos elektronerna och n?gra av dem l?mnar bindningarna och blir fria elektroner. I deras st?lle f?rblir okompenserade elektriska laddningar (virtuellt laddade partiklar), kallade h?l. Si Si Si Si Si - - - - - - + fritt elektronh?l + + - - Elektrisk str?m i halvledare

Bild 13

S?ledes representerar den elektriska str?mmen i halvledare den ordnade r?relsen av fria elektroner och positiva virtuella partiklar - h?l Motst?ndsberoende p? temperatur R (Ohm) t (0C) metall R0 halvledare N?r temperaturen ?kar ?kar antalet fria laddningsb?rare, konduktiviteten hos halvledare ?kar, och resistansen minskar. Elektrisk str?m i halvledare

Bild 14

Donatorf?roreningar Halvledares inneboende ledningsf?rm?ga ?r helt klart otillr?cklig f?r den tekniska till?mpningen av halvledare. F?r att ?ka konduktiviteten inf?rs d?rf?r f?roreningar i rena halvledare (dopade), som ?r donator och acceptor Si Si - - - As - - - Si - Si - - Vid dopning av 4-valent kisel Si med 5-valent arsenik As, en av de 5 elektronerna av arsenik blir fria. Liksom en positiv jon. Det finns inget h?l! En s?dan halvledare kallas en halvledare av n-typ, de huvudsakliga laddningsb?rarna ?r elektroner och den arsenikf?rorening som producerar fria elektroner kallas en donator. Elektrisk str?m i halvledare

15 rutschkana

Acceptorf?roreningar En s?dan halvledare kallas f?r en halvledare av p-typ, de huvudsakliga laddningsb?rarna ?r h?l och indiumf?roreningen som producerar h?l kallas f?r acceptor Om kisel ?r dopat med trev?rt indium s? saknar indium en elektron f?r att bilda bindningar med kisel, dvs. ett h?l bildas Basen ger elektroner och h?l i lika m?nga. Orenheten ?r bara h?l. Si - Si - In - - - + Si Si - - Elektrisk str?m i halvledare

16 rutschkana

Bild 17

Destillerat vatten leder inte elektricitet. Doppa en kristall av bordssalt i destillerat vatten och, r?r l?tt om vattnet, st?ng kretsen. Vi kommer att uppt?cka att ljuset t?nds. N?r salt l?ses i vatten uppst?r fria elektriska laddningsb?rare. Elektrisk str?m i v?tskor

18 rutschkana

Hur uppst?r fria b?rare av elektriska laddningar? N?r en kristall ?r neds?nkt i vatten, attraheras vattenmolekylerna till de positiva natriumjonerna som finns p? kristallens yta av deras negativa poler. Till negativa klorjoner blir vattenmolekyler positiva poler. Elektrisk str?m i v?tskor

Bild 19

Elektrolytisk dissociation ?r nedbrytningen av molekyler till joner under inverkan av ett l?sningsmedel. De enda mobila laddningsb?rarna i l?sningar ?r joner. En v?tskeledare d?r endast joner ?r mobila laddningsb?rare kallas en elektrolyt. Elektrisk str?m i v?tskor

20 rutschkana

Hur passerar str?m genom elektrolyten? L?t oss s?nka plattorna i k?rlet och ansluta dem till en str?mk?lla. Dessa plattor kallas elektroder. Katoden ?r en platta ansluten till k?llans negativa pol. Anod ?r en platta ansluten till k?llans positiva pol. Elektrisk str?m i v?tskor

21 bilder

Under p?verkan av elektriska f?ltkrafter r?r sig positivt laddade joner mot katoden och negativa joner mot anoden. Vid anoden ger negativa joner upp sina extra elektroner, och vid katoden tar positiva joner emot de saknade elektronerna. Elektrisk str?m i v?tskor

22 rutschkana

Elektrolys Vid katoden och anoden frig?rs ?mnen som ing?r i elektrolytl?sningen. Passagen av elektrisk str?m genom en elektrolytl?sning, ?tf?ljd av kemiska omvandlingar av ?mnet och dess fris?ttning p? elektroderna, kallas elektrolys. Elektrisk str?m i v?tskor

Bild 23

Elektrolyslagen Massan m av ?mnet som frig?rs p? elektroden ?r direkt proportionell mot laddningen Q som passerar genom elektrolyten: m = kQ = kIt. Detta ?r elektrolysens lag. V?rdet p? k kallas den elektrokemiska ekvivalenten. Faradays experiment visade att massan av ?mnet som frig?rs under elektrolys inte bara beror p? laddningens storlek, utan ocks? p? typen av ?mne. Elektrisk str?m i v?tskor

24 rutschkana

25 rutschkana

Gaser i normalt tillst?nd ?r dielektriska eftersom de best?r av elektriskt neutrala atomer och molekyler och d?rf?r inte leder elektricitet. De isolerande egenskaperna hos gaser f?rklaras av det faktum att atomer och molekyler av gaser i deras naturliga tillst?nd ?r neutrala, oladdade partiklar. H?rifr?n ?r det tydligt att f?r att g?ra en gas ledande ?r det n?dv?ndigt att p? ett eller annat s?tt inf?ra i den eller skapa i den gratis laddningsb?rare - laddade partiklar. I det h?r fallet ?r tv? fall m?jliga: antingen skapas dessa laddade partiklar genom inverkan av n?gon extern faktor eller inf?rs i gasen fr?n utsidan - icke-oberoende ledningsf?rm?ga, eller s? skapas de i gasen genom inverkan av det elektriska f?ltet sj?lv existerande mellan elektroderna - oberoende konduktivitet. Elektrisk str?m i gaser Elektrisk str?m i gaser

26 rutschkana

Endast joniserade gaser som inneh?ller elektroner, positiva och negativa joner kan vara ledare. Jonisering ?r processen att separera elektroner fr?n atomer och molekyler. Jonisering sker under p?verkan av h?ga temperaturer och olika str?lningar (r?ntgenstr?lar, radioaktiva, ultravioletta, kosmiska str?lar), p? grund av kollision mellan snabba partiklar eller atomer med atomer och gasmolekyler. De resulterande elektronerna och jonerna g?r gasen till en ledare av elektricitet. Joniseringsprocesser: elektronp?verkan termisk jonisering fotojonisering Elektrisk str?m i gaser

Bild 27

Typer av oberoende urladdningar Beroende p? processerna f?r bildning av joner i urladdningen vid olika gastryck och sp?nningar som appliceras p? elektroderna, s?rskiljs flera typer av oberoende urladdningar: gl?dgnista koronab?ge Elektrisk str?m i gaser

28 rutschkana

Gl?durladdning Gl?durladdning sker vid l?ga tryck (i vakuumr?r). Urladdningen k?nnetecknas av en h?g elektrisk f?ltstyrka och ett motsvarande stort potentialfall n?ra katoden. Det kan observeras i ett glasr?r med platta metallelektroder l?dda i ?ndarna. N?ra katoden finns ett tunt ljusskikt som kallas katodens ljusfilm Elektrisk str?m i gaser

Anv?ndning av supraledare: Kraftfulla elektromagneter som fungerar utan energif?rbrukning. (Partikelacceleratorer.) Om det var m?jligt att skapa supraledande material vid temperaturer n?ra rumstemperatur skulle f?rlustfri ?verf?ring av elektricitet bli m?jlig.

V?tskor: ledare (l?sningar av syror, alkalier och salter); ledare (l?sningar av syror, alkalier och salter); dielektrika (destillerat vatten, fotogen...) dielektrika (destillerat vatten, fotogen...) halvledare (sulfidsm?ltor, sm?lt selen). halvledare (sulfidsm?ltor, sm?lt selen).

Graden av dissociation (andelen molekyler som har brutit upp till joner) Beror p?: koncentrationen av l?sningen; l?sningskoncentration; l?sningens dielektriska konstant; l?sningens dielektriska konstant; temperatur (?kar med ?kande temperatur). temperatur (?kar med ?kande temperatur).

Elektrisk str?m i v?tskor Riktad r?relse av positiva joner till katoden och negativa joner till anoden Riktad r?relse av positiva joner till katoden och negativa joner till anoden I flytande metaller - r?relse av positiva joner till katoden och elektroner till anoden. I flytande metaller - r?relsen av positiva joner till katoden och elektroner till anoden.

Massan av ?mnet som frig?rs p? elektroden n?r en laddning p? 1 C ?verf?rs genom l?sningen. Massan av ?mnet som frig?rs p? elektroden n?r en laddning p? 1 C ?verf?rs genom l?sningen. F?rh?llandet mellan massan av en jon av ett ?mne och dess laddning. F?rh?llandet mellan massan av en jon av ett ?mne och dess laddning.

Faradays konstant Faradays konstant Laddningen som m?ste passera genom en l?sning av ett 1-valent ?mne f?r att 1 mol av ett ?mne ska frig?ras vid elektroden. En laddning som m?ste passera genom en l?sning av ett 1-valent ?mne f?r att 1 mol av ?mnet ska frig?ras vid elektroden.

Applicering av elektrolys Galvanisering (bel?ggning). Galvanisering (bel?ggning). Galvanoplastik (g?r kopior av relieff?rem?l). Galvanoplastik (g?r kopior av relieff?rem?l). Raffinering (reng?ring) av metaller. Raffinering (reng?ring) av metaller. Erh?lla rena metaller fr?n sm?ltor av naturliga f?reningar. Erh?lla rena metaller fr?n sm?ltor av naturliga f?reningar.

Bild 2

Elektrisk str?m kan flyta i fem olika medier:

Metaller Vakuum Halvledare V?tskor Gaser

Bild 3

Elektrisk str?m i metaller:

Elektrisk str?m i metaller ?r den ordnade r?relsen av elektroner under p?verkan av ett elektriskt f?lt. Experiment visar att n?r str?m flyter genom en metallledare ?verf?rs inget ?mne, d?rf?r deltar inte metalljoner i ?verf?ringen av elektrisk laddning.

Bild 4

Tolmans och Stewarts experiment ger bevis p? att metaller har elektronisk ledningsf?rm?ga

En spole med ett stort antal varv av tunn tr?d drevs till snabb rotation runt sin axel. Spolens ?ndar kopplades med hj?lp av flexibla ledningar till en k?nslig ballistisk galvanometer G. Den otvinnade spolen bromsades kraftigt, och en kortvarig str?m uppstod i kretsen p? grund av elektronernas tr?ghet.

Bild 5

Slutsats: 1.laddningsb?rare i metaller ?r elektroner;

2. processen f?r bildning av laddningsb?rare - socialisering av valenselektroner; 3. str?mstyrkan ?r direkt proportionell mot sp?nningen och omv?nt proportionell mot ledarresistansen - Ohms lag ?r uppfylld; 4. Teknisk till?mpning av elektrisk str?m i metaller: lindningar av motorer, transformatorer, generatorer, ledningar inuti byggnader, kraft?verf?ringsn?t, kraftkablar.

Bild 6

Elektrisk str?m i vakuum

Vakuum ?r en mycket f?rt?rmad gas d?r den genomsnittliga fria v?gen f?r en partikel ?r st?rre ?n k?rlets storlek, det vill s?ga molekylen flyger fr?n en v?gg av k?rlet till den andra utan att kollidera med andra molekyler. Som ett resultat finns det inga fria laddningsb?rare i vakuumet, och ingen elektrisk str?m uppst?r. F?r att skapa laddningsb?rare i vakuum anv?nds fenomenet termionisk emission.

Bild 7

TERMISK ELEKTRONEMISSION ?r fenomenet "avdunstning" av elektroner fr?n ytan p? en uppv?rmd metall.

En metallspiral belagd med metalloxid f?rs in i ett vakuum, den v?rms upp med en elektrisk str?m (gl?dkrets) och elektroner avdunstar fr?n spiralens yta, vars r?relse kan styras med hj?lp av ett elektriskt f?lt.

Bild 8

Bilden visar inf?randet av en lampa med tv? elektroder

Denna lampa kallas en vakuumdiod

Bild 9

Detta elektronr?r kallas en vakuum-TRIOD.

Den har en tredje elektrod - ett rutn?t, tecknet p? potentialen som styr fl?det av elektroner.

Bild 10

Slutsatser: 1. laddningsb?rare – elektroner;

2. processen f?r bildning av laddningsb?rare – termionisk emission; 3.Ohms lag ?r inte uppfylld; 4.teknisk till?mpning - vakuumr?r (diod, triod), katodstr?ler?r.

Bild 11

Elektrisk str?m i halvledare

N?r de v?rms upp eller belyses kan vissa elektroner r?ra sig fritt inuti kristallen, s? att n?r ett elektriskt f?lt appliceras sker en riktningsr?relse av elektroner. Halvledare ?r en korsning mellan ledare och isolatorer. Halvledare ?r fasta ?mnen vars ledningsf?rm?ga beror p? yttre f?rh?llanden (fr?mst uppv?rmning och belysning).

Bild 12

N?r temperaturen sjunker, minskar motst?ndet hos metaller. I halvledare, tv?rtom, ?kar motst?ndet med sjunkande temperatur och n?ra absolut noll blir de praktiskt taget isolatorer.

Beroende av resistivitet r f?r en ren halvledare p? absolut temperatur T.

Bild 13

Inneboende konduktivitet f?r halvledare

Germaniumatomer har fyra svagt bundna elektroner i sitt yttre skal. De kallas valenselektroner. I ett kristallgitter ?r varje atom omgiven av sina fyra n?rmaste grannar. Bindningen mellan atomer i en germaniumkristall ?r kovalent, det vill s?ga den utf?rs av par valenselektroner. Varje valenselektron tillh?r tv? atomer Valenselektronerna i en germaniumkristall ?r mycket starkare bundna till atomerna ?n i metaller; D?rf?r ?r koncentrationen av ledningselektroner vid rumstemperatur i halvledare m?nga storleksordningar l?gre ?n i metaller. N?ra absolut nolltemperatur i en germaniumkristall ?r alla elektroner upptagna i bildandet av bindningar. En s?dan kristall leder inte elektrisk str?m.

Bild 14

Bildning av ett elektron-h?l-par

Med ?kande temperatur eller ?kande belysning kan vissa av valenselektronerna f? tillr?ckligt med energi f?r att bryta kovalenta bindningar. D? kommer fria elektroner (ledningselektroner) att dyka upp i kristallen. Samtidigt bildas vakanser p? platser d?r bindningar bryts, som inte ?r upptagna av elektroner. Dessa lediga tj?nster kallas "h?l".

Bild 15

F?roreningskonduktivitet hos halvledare

Konduktiviteten hos halvledare i n?rvaro av f?roreningar kallas f?roreningskonduktivitet. Det finns tv? typer av f?roreningsledningsf?rm?ga - elektronisk och h?lledningsf?rm?ga.

Bild 16

Elektronisk och h?lledningsf?rm?ga.

Om f?roreningen har en valens som ?r st?rre ?n den rena halvledaren, uppst?r fria elektroner. Konduktivitet – elektronisk, donatorf?rorening, n-typ halvledare. Om f?roreningen har en valens som ?r l?gre ?n den f?r den rena halvledaren, uppst?r bindningsbrott - h?l -. Konduktivitet ?r h?l, acceptorf?rorening, p-typ halvledare.

Bild 17

Slutsatser: 1. laddningsb?rare – elektroner och h?l;

2. processen f?r bildning av laddningsb?rare - uppv?rmning, belysning eller inf?rande av f?roreningar; 3.Ohms lag ?r inte uppfylld; 4.teknisk till?mpning – elektronik.

Bild 18

Elektrisk str?m i v?tskor

Elektrolyter kallas vanligtvis ledande medier d?r fl?det av elektrisk str?m ?tf?ljs av ?verf?ring av materia. B?rarna av fria laddningar i elektrolyter ?r positivt och negativt laddade joner. Elektrolyter ?r vattenl?sningar av oorganiska syror, salter och alkalier.

Bild 19

Motst?ndet hos elektrolyter minskar med ?kande temperatur, eftersom antalet joner ?kar med ?kande temperatur.

Graf ?ver elektrolytmotst?nd kontra temperatur.

Bild 20

Elektrolysfenomen

Detta ?r frig?randet av ?mnen som ing?r i elektrolyterna p? elektroderna; Positivt laddade joner (anjoner) under p?verkan av ett elektriskt f?lt tenderar till den negativa katoden och negativt laddade joner (katjoner) tenderar till den positiva anoden. Vid anoden, negativa joner ger upp extra elektroner (oxidationsreaktion) Vid katoden tar positiva joner emot de saknade elektronerna (reduktiva).

Bild 21

Faradays lagar f?r elektrolys.

Elektrolyslagarna best?mmer massan av ett ?mne som frig?rs under elektrolys vid katoden eller anoden under hela den period d? elektrisk str?m passerar genom elektrolyten. k ?r den elektrokemiska ekvivalenten av ?mnet, numeriskt lika med massan av ?mnet som frig?rs p? elektroden n?r en laddning p? 1 C passerar genom elektrolyten.

Bild 22

Slutsats: 1. laddningsb?rare - positiva och negativa joner;

2. bildningsprocess f?r laddningsb?rare – elektrolytisk dissociation; 3.elektrolyter lyder Ohms lag; 4. Till?mpning av elektrolys: produktion av icke-j?rnmetaller (avl?gsnande av f?roreningar - raffinering); galvanisering - framst?llning av bel?ggningar p? metall (nickelpl?tering, f?rkromning, f?rgyllning, f?rsilvning, etc.); galvanisering - produktion av avdragbara bel?ggningar (relief). kopior).

Bild 23

Elektrisk str?m i gaser

L?t oss ladda kondensatorn och koppla dess plattor till elektrometern. Laddningen p? kondensatorplattorna varar p? obest?md tid, det sker ingen laddnings?verf?ring fr?n en kondensatorplatta till en annan. D?rf?r leder inte luften mellan kondensatorplattorna str?m. Under normala f?rh?llanden sker ingen ledning av elektrisk str?m av n?gra gaser. L?t oss nu v?rma luften i springan mellan plattorna p? kondensorn genom att f?ra in en t?nd br?nnare i den. Elektrometern kommer att indikera utseendet p? str?m, d?rf?r bryts en del av de neutrala gasmolekylerna upp i positiva och negativa joner vid h?ga temperaturer. Detta fenomen kallas gasjonisering.

Bild 24

Passagen av elektrisk str?m genom en gas kallas urladdning.

Utsl?ppen som finns under verkan av en extern jonisator ?r inte sj?lvf?rs?rjande. Om verkan av den externa jonisatorn forts?tter, etableras efter en viss tid intern jonisering (jonisering genom elektronp?verkan) i gasen och urladdningen blir oberoende.

Bild 25

Typer av sj?lvurladdning:

SPARK GLOW CORONA ARC

Bild 26

Gnistutsl?pp

Vid en tillr?ckligt h?g f?ltstyrka (ca 3 MV/m) uppst?r en elektrisk gnista mellan elektroderna, som ser ut som en starkt gl?dande lindningskanal som f?rbinder b?da elektroderna. Gasen n?ra gnistan v?rms upp till en h?g temperatur och expanderar pl?tsligt, vilket g?r att ljudv?gor uppst?r och vi h?r ett karakteristiskt sprakande ljud.

Bild 27

Blixt. Ett vackert och farligt naturfenomen - blixten - ?r en gnistorladdning i atmosf?ren.

Redan i mitten av 1700-talet f?reslogs att ?skmoln b?r stora elektriska laddningar och att blixten ?r en gigantisk gnista, inte annorlunda ?n i storlek fr?n gnistan mellan kulorna p? en elektrisk maskin. Detta p?pekades till exempel av den ryske fysikern och kemisten Mikhail Vasilyevich Lomonosov (1711-1765), som tillsammans med andra vetenskapliga fr?gor sysslade med atmosf?risk elektricitet.

Bild 28

Elektrisk ljusb?ge (ljusb?gsurladdning)

1802, den ryske fysikern V.V. Petrov (1761-1834) fann att om du f?ster tv? kolbitar p? polerna p? ett stort elektriskt batteri och bringar kolen i kontakt, flyttar dem n?got is?r, kommer en ljus l?ga att bildas mellan kolens ?ndar, och ?ndarna av sj?lva kolen blir vita heta och avger ett bl?ndande ljus.

Bild 30

Bibliografi:

1. Kabardin O.F. Fysik: Referens. material. L?robok manual f?r studenter. – 5:e uppl., reviderad. och ytterligare – M.: Utbildning, 2003. hemsida

Visa alla bilder

Bild 1

Presentation om ?mnet: "Elektrisk str?m i olika medier"

Framf?rd av Alisa Kravtsova, ML No. 1, Magnitogorsk, 2009.

Bild 2

Elektrisk str?m kan flyta i fem olika medier:

Metaller Vakuum Halvledare V?tskor Gaser

Bild 3

Elektrisk str?m i metaller:

Bild 4

Tolmans och Stewarts experiment ger bevis p? att metaller har elektronisk ledningsf?rm?ga

Bild 5

Slutsats: 1.laddningsb?rare i metaller ?r elektroner;

Bild 6

Elektrisk str?m i vakuum

Bild 7

TERMISK ELEKTRONEMISSION ?r fenomenet "avdunstning" av elektroner fr?n ytan p? en uppv?rmd metall.

Bild 8

Bilden visar inf?randet av en lampa med tv? elektroder

Denna lampa kallas en vakuumdiod

Bild 9

Detta elektronr?r kallas en vakuum-TRIOD.

Den har en tredje elektrod - ett rutn?t, tecknet p? potentialen som styr fl?det av elektroner.

Bild 10

Slutsatser: 1. laddningsb?rare – elektroner;

2. processen f?r bildning av laddningsb?rare – termionisk emission; 3.Ohms lag ?r inte uppfylld; 4.teknisk till?mpning - vakuumr?r (diod, triod), katodstr?ler?r.

Bild 11

Elektrisk str?m i halvledare

N?r de v?rms upp eller belyses kan vissa elektroner r?ra sig fritt inuti kristallen, s? att n?r ett elektriskt f?lt appliceras uppst?r riktningsr?relse av elektroner. Halvledare ?r en korsning mellan ledare och isolatorer.

Halvledare ?r fasta ?mnen vars ledningsf?rm?ga beror p? yttre f?rh?llanden (fr?mst uppv?rmning och belysning).

Bild 12

N?r temperaturen sjunker, minskar motst?ndet hos metaller. I halvledare, tv?rtom, ?kar motst?ndet med sjunkande temperatur och n?ra absolut noll blir de praktiskt taget isolatorer.

Beroende av resistivitet r f?r en ren halvledare p? absolut temperatur T.

Bild 13

Inneboende konduktivitet f?r halvledare

Bild 14

Bildning av ett elektron-h?l-par

Bild 15

F?roreningskonduktivitet hos halvledare

Konduktiviteten hos halvledare i n?rvaro av f?roreningar kallas f?roreningskonduktivitet. Det finns tv? typer av f?roreningsledningsf?rm?ga - elektronisk och h?lledningsf?rm?ga.

Bild 16

Elektronisk och h?lledningsf?rm?ga.

Om f?roreningen har en valens som ?r st?rre ?n den rena halvledaren, uppst?r fria elektroner. Konduktivitet – elektronisk, donatorf?rorening, n-typ halvledare.

Om f?roreningen har en valens som ?r l?gre ?n den f?r den rena halvledaren, uppst?r bindningsbrott - h?l -. Konduktivitet ?r h?l, acceptorf?rorening, p-typ halvledare.

Bild 17

Slutsatser: 1. laddningsb?rare – elektroner och h?l;

2. processen f?r bildning av laddningsb?rare - uppv?rmning, belysning eller inf?rande av f?roreningar; 3.Ohms lag ?r inte uppfylld; 4.teknisk till?mpning – elektronik.

Bild 18

Elektrisk str?m i v?tskor

Bild 19

Motst?ndet hos elektrolyter minskar med ?kande temperatur, eftersom antalet joner ?kar med ?kande temperatur.

Graf ?ver elektrolytmotst?nd kontra temperatur.

Bild 20

Elektrolysfenomen

Detta ?r fris?ttningen p? elektroderna av ?mnen som ing?r i elektrolyter; Positivt laddade joner (anjoner) under p?verkan av ett elektriskt f?lt tenderar till den negativa katoden, och negativt laddade joner (katjoner) tenderar till den positiva anoden. Vid anoden avger negativa joner extra elektroner (oxidationsreaktion), vid katoden tar positiva joner emot de saknade elektronerna (reduktionsreaktion).

Bild 21

Faradays lagar f?r elektrolys.

Elektrolyslagarna best?mmer massan av ett ?mne som frig?rs under elektrolys vid katoden eller anoden under hela den period d? elektrisk str?m passerar genom elektrolyten.

k ?r den elektrokemiska ekvivalenten av ?mnet, numeriskt lika med massan av ?mnet som frig?rs p? elektroden n?r en laddning p? 1 C passerar genom elektrolyten.

Bild 22

Slutsats: 1. laddningsb?rare - positiva och negativa joner;

2. processen f?r bildning av laddningsb?rare - elektrolytisk dissociation; 3.elektrolyter lyder Ohms lag; 4. Till?mpning av elektrolys: produktion av icke-j?rnmetaller (avl?gsnande av f?roreningar - raffinering); galvanisering - erh?llande av bel?ggningar p? metall (nickelpl?tering, krompl?tering, guldpl?tering, silverpl?tering, etc.); galvanoplastik - producerar avdragbara bel?ggningar (reliefkopior).