Curentul electric din metale

1.1. Conductivitatea electrică a metalelor. 4

1.2. supraconductibilitate schematică a metalelor. 5

2. Un curent electric într-un electrolit

2.1. fenomen electroliza. 7

2.2. Legile lui Faraday electroliză. 9

3. Curentul electric în gaze

3.1. Gaze. ionizarea descărcare în gaz. 13

3.2. Arcul electric și scântei electrice. 15

3.3. Curentul electric în gaze rarefiate.

razele catodice. 16

Referințe. 20

Electrocutarea numit comandat de mișcare a sarcinilor electrice. Curentul electric poate avea loc și există în mediul înconjurător în următoarele condiții: 1) în cazul în care are sarcini electrice disponibile, adică, medie este un conductor; 2) în cazul în care creează un câmp electric.

substanță Caracter conductivitate depinde de natura taxelor libere.

In metale. sau așa-numitul conductor de primul tip, sarcini libere sunt electroni care s-au rupt din porțiunea mantalei exterioare a atomilor metalici, transformându-le în ioni pozitivi.

În soluții lichide. sau electroliți. numit conductori de al doilea tip. taxe libere sunt ioni pozitivi și negativi. Prin electroliți includ, de exemplu, soluții apoase de săruri, acizi și baze. Moleculele acestor substanțe în apă sunt împărțite în ioni. Ionii numite particule încărcate care sunt atomi sau grupuri de atomi care au pierdut o parte din electronii lor sau li se alătură la sine electroni suplimentare.

Gazele sunt conductoare de al treilea tip. ele posedă conductivitate ion-electron. Gazul devine un conductor atunci când este ionizat. și anume atunci când o parte din moleculele sale sub influențe externe pierde electroni și gazul cu ioni pozitivi și electroni.

Curentul electric în metale.

1.1. Conductivitatea electrică a metalelor.

La începutul secolului XX fizicianul german P. Drude (1863-1906) Teoria electronului clasică a conductivității metalelor a fost stabilită, a fost dezvoltată în continuare de fizician teoretician olandez GA Lorenz (1853-1928). Prevederile sale principale sunt după cum urmează.

Din punctul de vedere al teoriei electronice a conductivitate electrică ridicată în metale (metale conductibilitate) poate fi explicată prin prezența unui număr mare de purtători - electronilor de conducție care călătoresc peste întregul volum al conductorului. P. Drude a sugerat că electronii de conducție în metalul poate fi considerat ca un gaz de electroni cu proprietăți de gaz monoatomic ideal. In mișcarea sa electronii de conducție se ciocnesc cu matricea cristalină a ionilor metalici.

Mișcarea termică a electronilor din cauza intamplatoare nu ar putea da naștere la un curent electric.

Sub influența unui câmp electric extern în conductorul metalic are loc deplasarea ordonată a electronilor, adică, un curent electric.

Viteza medie a mișcării ordonate a electronilor conduce la existența curentului electric în conductorul este extrem de scăzută în comparație cu rata medie a mișcării lor termice la temperaturi obișnuite. O valoare mică a vitezei medii explică ciocnirile foarte frecvente ale electronilor cu ionii rețelei cristaline.

Studiul experimental al teoriei clasice de electroni. In experimentele efectuate NL Mandelstam și ND Palaleksi, și Stewart și Tolman, sa confirmat experimental că conductivitatea metalelor este cauzată de mișcarea de electroni liberi. Bobina a fost înfășurat sârmă de cupru, este atașat la un galvanometru balistice. Coil a dus la rotație rapidă, iar apoi se opri brusc. Galvanometrului cuplului de frânare a arătat curentul de vârf, a cărui direcție este indicat că formează mișcarea particulelor încărcate negativ. Aceste particule au fost libere rețelei cristaline în timpul frânării, mase de inerție muta și de a crea un curent. Determinată folosind taxa gabaritului care trece prin ea pentru totdeauna existența curentului în circuit. Stewart și Tolman a găsit purtători de sarcină specific în metal, adică, raportul de încărcare raportul masă de particule. Acesta este egal cu 1,8 · 10 C / kg. Acest raport este în eroare coincide cu valoarea lui e / m pentru electroni, care a fost găsit de deformarea fasciculului de electroni în câmpul magnetic. Astfel, curentul electric din metale reprezintă o mișcare ordonată, direcțională de electroni liberi, care se suprapune mișcarea lor termică besporyadochennoe când câmpul electric în conductorul.

1.2. supraconductibilitate schematică a metalelor.

In 1911, fizicianul olandez H. Kamerlingh Onnes a constatat că prin răcirea treptată a rezistenței de mercur descrește liniar până la o temperatură de numai 4,15 K, și apoi dispare. Acest fenomen se numește supraconductibilitate. Temperatura la care un număr de substanțe devine supraconductor, numită critică.

O caracteristică interesantă a stării supraconductoare a problemei este că temperatura crește peste critic dispare și substanța intră în starea normală. Fenomenul de supraconductibilitate a fost investigată în mai multe laboratoare fizice din lume, dar numai în 1985 a fost capabil de a găsi materiale care devin supraconductoare la aproximativ 20 K (-253 ° C). In 1986 godu materialul ceramic a fost detectată, trecerea la starea supraconductoare, la o temperatură de 30 K (-243 ° C). Într-un an, temperatura de cristal plafon a fost ridicată la 10 K. Acest lucru a condus la căutarea și studiul materialelor ceramice care merg în starea supraconductoare. Deja în 1987 ceramica godu au fost găsite reportarea în starea supraconductoare, la o temperatură de 125 K (-148 ° C). Materiale în prezent găsite trec într-o stare superconductor la o temperatură de 162 K (-111 ° C). Ultimii cinci ani ai studiului fenomenului de supraconductibilitate, oamenii de știință sunt ocupate peste tot în lume. Obiectivul acestor studii - găsi substanțe devin supraconductoare la temperaturi mai mari și mai mari. Interesant, polimerii supraconductoare au fost descoperite în cursul cercetărilor.

Fenomenul supraconductibilitate este utilizat pe scară largă în tehnologia modernă. Astfel, de exemplu, au fost deja construite și sunt generatoare de curent electric, câmp magnetic, etc.

Teoria electronică a conducție metalic nu a putut explica fenomenul de supraconductibilitate. Acest fenomen a fost explicat în termenii fizicii cuantice.