Презентация "постоянен електрически ток" презентация за урок по физика (8 клас) по темата. Презентация на тема "електрически ток" Прав електрически ток
Слайд 1
План на лекцията 1. Понятието ток на проводимост. Вектор на тока и сила на тока. 2. Диференциална форма на закона на Ом. 3. Последователно и паралелно свързване на проводници. 4. Причината за появата на електрическо поле в проводник, физическото значение на понятието външни сили. 5. Извеждане на закона на Ом за цялата верига. 6. Първо и второ правило на Кирхоф. 7. Контактна потенциална разлика. Термоелектрични явления. 8. Електрически ток в различни среди. 9. Ток в течности. Електролиза. Законите на Фарадей.
Слайд 2
Електрическият ток е правилното движение на електрически заряди. Носители на ток могат да бъдат електрони, йони и заредени частици. Ако в проводник се създаде електрическо поле, тогава свободните електрически заряди в него ще започнат да се движат - появява се ток, наречен ток на проводимост. Ако заредено тяло се движи в пространството, токът се нарича конвекция. 1. Концепцията за ток на проводимост. Вектор на тока и сила на тока
Слайд 3
Посоката на тока обикновено се приема за посока на движение на положителните заряди. За възникването и съществуването на ток е необходимо: 1. наличието на свободни заредени частици; 2.наличие на електрическо поле в проводника. Основната характеристика на тока е силата на тока, която е равна на количеството заряд, преминаващо през напречното сечение на проводника за 1 секунда. Където q е размерът на таксата; t – транзитно време на заряда; Силата на тока е скаларна величина.
Слайд 4
Електрическият ток върху повърхността на проводник може да бъде разпределен неравномерно, така че в някои случаи се използва концепцията за плътност на тока. Средната плътност на тока е равна на съотношението на силата на тока към площта на напречното сечение на проводника. Където j е промяната на тока; S – промяна на площта.
Слайд 5
Плътност на тока
Слайд 6
През 1826 г. немският физик Ом експериментално установява, че силата на тока J в проводник е правопропорционална на напрежението U между краищата му.Където k е коефициентът на пропорционалност, наречен електропроводимост или проводимост; [k] = [Sm] (Siemens). Величината се нарича електрическо съпротивление на проводника. Закон на Ом за участък от електрическа верига, който не съдържа източник на ток 2. Диференциална форма на закона на Ом
Слайд 7
Ние изразяваме от тази формула R Електрическото съпротивление зависи от формата, размера и веществото на проводника. Съпротивлението на проводника е право пропорционално на дължината му l и обратно пропорционално на площта на напречното му сечение S, където характеризира материала, от който е направен проводникът, и се нарича съпротивление на проводника.
Слайд 8
Нека изразим : Съпротивлението на проводника зависи от температурата. С повишаване на температурата съпротивлението нараства, където R0 е съпротивлението на проводника при 0С; t – температура; – температурен коефициент на съпротивление (за метал 0,04 deg-1). Формулата е валидна и за съпротивление, където 0 е съпротивлението на проводника при 0С.
Слайд 9
При ниски температури (
Слайд 10
Нека пренаредим членовете на израза Където I/S=j – плътност на тока; 1/= – специфична проводимост на проводниковото вещество; U/l=E – напрегнатост на електричното поле в проводника. Законът на Ом в диференциална форма.
Слайд 11
Закон на Ом за хомогенен участък от верига. Диференциална форма на закона на Ом.
Слайд 12
3. Последователно и паралелно свързване на проводници
Последователно свързване на проводници I=const (съгласно закона за запазване на заряда); U=U1+U2 Rtot=R1+R2+R3 Rtot=Ri R=N*R1 (За N идентични проводника) R1 R2 R3
Слайд 13
Паралелно свързване на проводници U=const I=I1+I2+I3 U1=U2=U R1 R2 R3 За N еднакви проводници
Слайд 14
4. Причината за появата на електрически ток в проводника. Физическото значение на концепцията за външни сили За да се поддържа постоянен ток във верига, е необходимо да се разделят положителните и отрицателните заряди в източника на ток; за това сили от неелектрически произход, наречени външни сили, трябва да действат върху безплатни такси. Благодарение на полето, създадено от външни сили, електрическите заряди се движат вътре в източника на ток срещу силите на електростатичното поле.
Слайд 15
Поради това в краищата на външната верига се поддържа потенциална разлика и във веригата протича постоянен електрически ток. Външните сили причиняват разделянето на различни заряди и поддържат потенциална разлика в краищата на проводника. Допълнително електрическо поле на външни сили в проводник се създава от източници на ток (галванични клетки, батерии, електрически генератори).
Слайд 16
ЕМП на източник на ток Физическата величина, равна на работата на външните сили за преместване на един положителен заряд между полюсите на източника, се нарича електродвижеща сила на източника на ток (ЕМП).
Слайд 17
Закон на Ом за нееднороден участък от верига
Слайд 18
5. Извеждане на закона на Ом за затворена електрическа верига
Нека една затворена електрическа верига се състои от източник на ток с , с вътрешно съпротивление r и външна част със съпротивление R. R е външно съпротивление; r – вътрешно съпротивление. където е напрежението върху външното съпротивление; A – работа върху преместване на заряд q вътре в източника на ток, т.е. работа върху вътрешно съпротивление.
Слайд 19
След това, тъй като пренаписваме израза за : Тъй като според закона на Ом за затворена електрическа верига ( = IR) IR и Ir са спадът на напрежението във външните и вътрешните секции на веригата,
Слайд 20
Това е законът на Ом за затворена електрическа верига В затворена електрическа верига електродвижещата сила на източника на ток е равна на сумата от падовете на напрежение във всички секции на веригата.
Слайд 21
6. Първо и второ правило на Кирхоф Първото правило на Кирхоф е условието за постоянен ток във веригата. Алгебричната сума на силата на тока в разклонения възел е равна на нула, където n е броят на проводниците; Ii – токове в проводници. Токовете, приближаващи възела, се считат за положителни, а токовете, напускащи възела, се считат за отрицателни. За възел А ще бъде написано първото правило на Кирхоф:
Слайд 22
Първото правило на Кирхоф Възел в електрическа верига е точката, в която се събират поне три проводника. Сумата от токовете, събиращи се във възел, е равна на нула - първото правило на Кирхоф. Първото правило на Кирхоф е следствие от закона за запазване на заряда - електрическият заряд не може да се натрупва във възел.
Слайд 23
Второто правило на Кирхоф Второто правило на Кирхоф е следствие от закона за запазване на енергията. Във всяка затворена верига на разклонена електрическа верига алгебричната сума Ii на съпротивлението Ri на съответните секции на тази верига е равна на сумата от приложената в нея емф i
Слайд 24
Второто правило на Кирхоф
Слайд 25
За да създадете уравнение, трябва да изберете посоката на преминаване (по или обратно на часовниковата стрелка). Всички токове, съвпадащи по посока с байпаса на веригата, се считат за положителни. ЕМП на източници на ток се счита за положителен, ако те създават ток, насочен към заобикаляне на веригата. Така например правилото на Кирхоф за части I, II, III. + I3R3 = – 1 + 3 Въз основа на тези уравнения се изчисляват веригите.
Слайд 26
7. Контактна потенциална разлика. Термоелектрични явления Електроните, които имат най-голяма кинетична енергия, могат да излетят от метала в околното пространство. В резултат на излъчването на електрони се образува "електронен облак". Съществува динамично равновесие между електронния газ в метала и „електронния облак“. Работната функция на електрона е работата, която трябва да се извърши, за да се отстрани електрон от метал в безвъздушно пространство. Повърхността на метала е електрически двоен слой, подобен на много тънък кондензатор.
Слайд 27
Потенциалната разлика между плочите на кондензатора зависи от работата на електрона. Къде е зарядът на електрона; – контактна потенциална разлика между метала и околната среда; A – работа на работа (електрон-волт – E-V). Работната функция зависи от химическата природа на метала и състоянието на повърхността му (замърсяване, влага).
Слайд 28
Законите на Волта: 1. При свързване на два проводника от различни метали между тях възниква контактна потенциална разлика, която зависи само от химичния състав и температурата. 2. Потенциалната разлика между краищата на верига, състояща се от последователно свързани метални проводници, разположени при една и съща температура, не зависи от химичния състав на междинните проводници. Тя е равна на контактната потенциална разлика, която възниква, когато най-външните проводници са директно свързани.
Слайд 29
Нека разгледаме затворена верига, състояща се от два метални проводника 1 и 2. ЕДС, приложена към тази верига, е равна на алгебричната сума на всички потенциални скокове. Ако температурите на слоевете са еднакви, тогава =0. Ако температурите на слоевете са различни например, тогава където е константа, характеризираща свойствата на контакта на два метала. В този случай в затворена верига се появява термоелектродвижеща сила, правопропорционална на температурната разлика между двата слоя.
Слайд 30
Термоелектричните явления в металите се използват широко за измерване на температурата. За това се използват термоелементи или термодвойки, които са два проводника, изработени от различни метали и сплави. Краищата на тези проводници са запоени. Единият преход се поставя в среда, чиято температура T1 трябва да бъде измерена, а вторият преход се поставя в среда с постоянна известна температура. Термодвойките имат редица предимства пред конвенционалните термометри: те ви позволяват да измервате температури в широк диапазон от десетки до хиляди градуси от абсолютната скала.
Слайд 31
Газовете при нормални условия са диелектрици R => ∞, състоящи се от електрически неутрални атоми и молекули. Когато газовете се йонизират, се появяват носители на електрически ток (положителни заряди). Електрическият ток в газовете се нарича газов разряд. За да се извърши газов разряд, трябва да има електрическо или магнитно поле към тръбата с йонизиран газ.
Слайд 32
Газовата йонизация е разпадането на неутрален атом на положителен йон и електрон под въздействието на йонизатор (външни въздействия - силно нагряване, ултравиолетови и рентгенови лъчи, радиоактивно лъчение, бомбардиране на газови атоми (молекули) от бързи електрони или йони. ). Йон електронен атом неутрален
Слайд 33
Мярка за процеса на йонизация е интензитетът на йонизация, измерен чрез броя на двойките противоположно заредени частици, появяващи се в единица обем газ за единица период от време. Ударната йонизация е отделяне на един или повече електрони от атом (молекула), причинено от сблъсък на електрони или йони, ускорени от електрическо поле в разряд с атоми или молекули на газ.
Слайд 34
Рекомбинацията е свързването на електрон с йон, за да се образува неутрален атом. Ако действието на йонизатора спре, газът отново става диалектичен. електронен йон
Слайд 35
1. Несамостоятелен газов разряд е разряд, който съществува само под въздействието на външни йонизатори. Характеристики на напрежението на газовия разряд: с увеличаване на U броят на заредените частици, достигащи електрода, се увеличава и токът се увеличава до I = Ik, при който всички заредени частици достигат електродите. В този случай U=Uk ток на насищане, където e е елементарният заряд; N0 е максималният брой двойки едновалентни йони, образувани в обема газ за 1 s.
Слайд 36
2. Самоподдържащ се газов разряд – разряд в газ, който продължава след спиране на работата на външния йонизатор. Поддържа се и се развива благодарение на ударна йонизация. Несамостоятелният газоразряд става независим при Uз – напрежение на запалване. Процесът на такъв преход се нарича електрически разпад на газа. Има:
Слайд 37
Коронен разряд – възниква при високо налягане и в рязко нехомогенно поле с голяма кривина на повърхността, използва се при обеззаразяване на земеделски семена. Тлеещ разряд – възниква при ниско налягане, използва се в газосветлинни тръби и газови лазери. Искров разряд - при P = Ratm и при големи електрически полета - мълния (ток до няколко хиляди ампера, дължина - няколко километра). Дъгов разряд - възниква между близко разположени електроди, (T = 3000 °C - при атмосферно налягане. Използва се като източник на светлина в мощни прожектори, в прожекционна техника.
Слайд 38
Плазмата е особено агрегатно състояние на вещество, характеризиращо се с висока степен на йонизация на неговите частици. Плазмата се разделя на: – слабо йонизирана ( – части от процента – горни слоеве на атмосферата, йоносфера); – частично йонизиран (няколко%); – напълно йонизирани (слънце, горещи звезди, някои междузвездни облаци). Изкуствено създадената плазма се използва в газоразрядни лампи, плазмени източници на електрическа енергия и магнитодинамични генератори.
Слайд 39
Емисионни явления: 1. Фотоелектронна емисия - изхвърляне на електрони от повърхността на металите във вакуум под въздействието на светлина. 2. Термоелектронна емисия - излъчването на електрони от твърди или течни тела при нагряване. 3. Вторична електронна емисия - насрещен поток от електрони от повърхност, бомбардирана от електрони във вакуум. Устройствата, базирани на явлението термоелектронна емисия, се наричат електронни тръби.
Слайд 40
В твърдите тела електронът взаимодейства не само със собствения си атом, но и с други атоми на кристалната решетка и енергийните нива на атомите се разделят, за да образуват енергийна лента. Енергията на тези електрони може да се намира в защриховани области, наречени разрешени енергийни ленти. Дискретните нива са разделени от зони със забранени енергийни стойности - забранени зони (ширината им е съизмерима с ширината на забранените зони). Разликите в електрическите свойства на различните видове твърди тела се обясняват с: 1) ширината на енергийните празнини; 2) различно запълване на разрешените енергийни зони с електрони
Слайд 41
Много течности провеждат много лошо електричество (дестилирана вода, глицерин, керосин и др.). Водните разтвори на соли, киселини и основи провеждат добре електричество. Електролизата е преминаването на ток през течност, което води до освобождаване на вещества, които изграждат електролита върху електродите. Електролитите са вещества с йонна проводимост. Йонната проводимост е подреденото движение на йони под въздействието на електрическо поле. Йоните са атоми или молекули, които са загубили или са получили един или повече електрони. Положителните йони са катиони, отрицателните йони са аниони.
Слайд 42
В течността се създава електрическо поле от електроди (“+” – анод, “–” – катод). Положителните йони (катиони) се движат към катода, отрицателните йони се движат към анода. Появата на йони в електролитите се обяснява с електрическа дисоциация - разпадането на молекулите на разтворимото вещество на положителни и отрицателни йони в резултат на взаимодействие с разтворителя (Na+Cl-; H+Cl-; K+I-.. .). Степента на дисоциация α е броят на молекулите n0, дисоциирани на йони към общия брой на молекулите n0.По време на термичното движение на йони протича и обратният процес на обединяване на йони, наречен рекомбинация.
Слайд 43
Законите на М. Фарадей (1834). 1. Масата на веществото, освободено върху електрода, е право пропорционална на електрическия заряд q, преминаващ през електролита или където k е електрохимичният еквивалент на веществото; равна на масата на веществото, отделено при преминаване на единица количество електричество през електролита. Където I е постоянният ток, преминаващ през електролита.
Слайд 46
БЛАГОДАРЯ ЗА ВНИМАНИЕТО
Вижте всички слайдове
Слайд 2
Електрическият ток е подредено движение на заредени частици.За да се получи електрически ток в проводник, е необходимо да се създаде електрическо поле в него. Под въздействието на това поле заредените частици, които могат да се движат свободно в този проводник, ще започнат да се движат в посоката на действието на електрическите сили върху тях. Възниква електрически ток.За да съществува електрически ток в проводник за дълго време, е необходимо да се поддържа електрическо поле в него през цялото това време. Електрическо поле в проводниците се създава и може да се поддържа дълго време от източници на електрически ток.
Слайд 3
Полюси на източник на ток
Има различни източници на ток, но във всеки от тях се работи за разделяне на положително и отрицателно заредени частици. Отделените частици се натрупват на полюсите на източника на ток. Това е името на местата, към които проводниците са свързани с помощта на клеми или скоби. Единият полюс на източника на ток е зареден положително, а другият - отрицателно.
Слайд 4
Актуални източници
В източниците на ток, в процеса на разделяне на заредените частици, механичната работа се превръща в електрическа. Например в електрофорна машина (виж фигурата) механичната енергия се преобразува в електрическа
Слайд 5
Електрическа верига и нейните компоненти
За да използвате енергията на електрическия ток, първо трябва да имате източник на ток. Електродвигатели, лампи, плочки, всички видове електродомакински уреди се наричат приемници или консуматори на електрическа енергия.
Слайд 6
Символи, използвани в диаграмите
Електрическата енергия трябва да бъде доставена до приемника. За да направите това, приемникът е свързан към източник на електрическа енергия чрез проводници. За включване и изключване на приемниците в точното време се използват ключове, превключватели, бутони и превключватели. Източникът на ток,приемниците,затварящите устройства,свързани помежду си с проводници,изграждат най-простата електрическа верига.За да има ток във веригата,тя трябва да е затворена.Ако проводникът се скъса на някое място токът във веригата спира .
Слайд 7
Схема
Чертежи, които показват методи за свързване на електрически устройства във верига, се наричат диаграми. Фигура а) показва пример за електрическа верига.
Слайд 8
Електрически ток в металите
Електрическият ток в металите е подредено движение на свободни електрони. Доказателство, че токът в металите се причинява от електрони, бяха експериментите на физиците от нашата страна L.I. Менделщам и Н.Д. Папалекси (виж фигурата), както и американските физици Б. Стюарт и Робърт Толман.
Слайд 9
Метални решетъчни възли
Положителните йони са разположени във възлите на металната кристална решетка, а свободните електрони се движат в пространството между тях, т.е. не са свързани с ядрата на техните атоми (виж фигурата). Отрицателният заряд на всички свободни електрони е равен по абсолютна стойност на положителния заряд на всички йони на решетката. Следователно при нормални условия металът е електрически неутрален.
Слайд 10
Движение на електрони
Когато в метал се създаде електрическо поле, то действа върху електроните с известна сила и придава ускорение в посока, обратна на посоката на вектора на напрегнатост на полето. Следователно в електрическо поле произволно движещите се електрони се изместват в една посока, т.е. движете се по подреден начин.
Слайд 11
Движението на електроните отчасти напомня на дрейфа на ледените късове по време на дрейфа на леда...
Когато те, движейки се произволно и сблъсквайки се един с друг, се носят по реката. Подреденото движение на електроните на проводимостта представлява електрически ток в металите.
Слайд 12
Действие на електрически ток.
Можем да съдим за наличието на електрически ток във веригата само по различните явления, които електрическият ток причинява. Такива явления се наричат текущи действия. Някои от тези действия са лесни за наблюдение експериментално.
Слайд 13
Топлинен ефект на тока...
...може да се наблюдава например чрез свързване на желязна или никелова тел към полюсите на източник на ток. В същото време жицата се нагрява и след като се удължи, леко се увисва. Може дори да е нажежен до червено. В електрическите лампи, например, тънък волфрамов проводник се нагрява от ток и произвежда ярка светлина
Слайд 14
Химическият ефект на тока...
... е, че в някои киселинни разтвори при преминаване на електрически ток през тях се наблюдава отделяне на вещества. Веществата, съдържащи се в разтвора, се отлагат върху електроди, потопени в този разтвор. Например, когато ток преминава през разтвор на меден сулфат, чистата мед ще се освободи при отрицателно зареден електрод. Това се използва за получаване на чисти метали.
Слайд 15
Магнитен ефект на тока...
... може да се наблюдава и експериментално. За да направите това, медна жица, покрита с изолационен материал, трябва да бъде навита около железен пирон, а краищата на жицата трябва да бъдат свързани към източник на ток. Когато веригата е затворена, пиронът се превръща в магнит и привлича малки железни предмети: пирони, железни стърготини, стърготини. С изчезването на тока в намотката гвоздеят се демагнетизира.
Слайд 16
Нека сега разгледаме взаимодействието между проводник с ток и магнит.
Картината показва малка рамка, окачена на нишки, на които са навити няколко навивки тънка медна тел. Краищата на намотката са свързани към полюсите на източника на ток. Следователно в намотката има електрически ток, но рамката виси неподвижно. Ако сега рамката се постави между полюсите на магнита, тя ще започне да се върти.
Слайд 17
Посока на електрическия ток.
Тъй като в повечето случаи имаме работа с електрически ток в метали, би било разумно да приемем посоката на движение на електроните в електрическото поле като посока на тока във веригата, т.е. приемете, че токът е насочен от отрицателния полюс на източника към положителния. Посоката на тока условно се приема за посоката, в която се движат положителните заряди в проводника, т.е. посока от положителния полюс на източника на ток към отрицателния. Това се взема предвид във всички правила и закони на електрическия ток.
Слайд 18
Сила на тока Единици за сила на тока.
Електрическият заряд, преминаващ през напречното сечение на проводника за 1 s, определя силата на тока във веригата. Това означава, че силата на тока е равна на отношението на електрическия заряд q, преминаващ през напречното сечение на проводника, към времето на неговото преминаване t. Където I е текущата сила.
Слайд 19
Опит за взаимодействие на два проводника с ток.
На Международната конференция по мерки и теглилки през 1948 г. беше решено дефиницията на единицата ток да се основава на феномена на взаимодействие на два проводника с ток. Нека първо се запознаем с това явление експериментално...
Слайд 20
Опит
Фигурата показва два гъвкави прави проводника, разположени успоредно един на друг. И двата проводника са свързани към източник на ток. При затворена верига през проводниците протича ток, в резултат на което те си взаимодействат – привличат се или отблъскват в зависимост от посоката на токовете в тях. Силата на взаимодействие между проводниците и тока може да бъде измерена; тя зависи от дължината на проводника, разстоянието между тях, средата, в която се намират проводниците, и силата на тока в проводниците.
Слайд 21
Единици за ток.
Единицата за ток е токът, при който участъци от такива успоредни проводници с дължина 1 m взаимодействат със сила от 0,0000002 N. Тази единица за ток се нарича ампер (A), тъй като е кръстена на френския учен Андре Ампер.
При измерване на ток амперметърът се свързва последователно с устройството, в което се измерва токът. Във верига, състояща се от източник на ток и серия от проводници, свързани така, че краят на един проводник е свързан с началото на друг, силата на тока във всички секции е еднаква.
Слайд 25
Силата на тока е много важна характеристика на електрическата верига. Тези, които работят с електрически вериги, трябва да знаят, че ток до 1 Ma се счита за безопасен за човешкото тяло. Сила на тока над 100 Ma води до сериозни увреждания на тялото.
Вижте всички слайдове
КАКВО Е ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК В МЕТАЛИ?
Електрически ток в метали -Това е подреденото движение на електрони под въздействието на електрическо поле. Експериментите показват, че когато токът протича през метален проводник, не се пренася вещество, следователно металните йони не участват в преноса на електрически заряд.
ПРИРОДАТА НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИЯ ТОК В МЕТАЛИ
Електрическият ток в металните проводници не предизвиква никакви промени в тези проводници, освен тяхното нагряване.
Концентрацията на електрони на проводимост в метала е много висока: по порядък на величината тя е равна на броя на атомите в единица обем на метала. Електроните в металите са в непрекъснато движение. Тяхното произволно движение наподобява движението на идеални газови молекули. Това даде основание да се смята, че електроните в металите образуват вид електронен газ. Но скоростта на произволното движение на електроните в метала е много по-голяма от скоростта на молекулите в газа.
ОПИТЪТ НА E.RIKKE
Немският физик Карл Рике провежда експеримент, при който електрически ток се пропуска в продължение на една година през три притиснати един към друг заземени цилиндъра - меден, алуминиев и отново меден. След завършването беше установено, че има само незначителни следи от взаимно проникване на метали, които не надвишават резултатите от обикновената дифузия на атоми в твърди вещества. Измерванията, извършени с висока степен на точност, показаха, че масата на всеки от цилиндрите остава непроменена. Тъй като масите на медните и алуминиевите атоми се различават значително една от друга, масата на цилиндрите би трябвало да се промени значително, ако носителите на заряд са йони. Следователно свободните носители на заряд в металите не са йони. Огромният заряд, преминал през цилиндрите, очевидно е бил пренесен от частици, които са еднакви както в медта, така и в алуминия. Естествено е да се приеме, че токът в металите се осъществява от свободни електрони.
Карл Виктор Едуард Рике
ОПИТ L.I. МАНДЕЛЩАМ И Н.Д. ПАПАЛЕКСИ
Руските учени Л. И. Манделщам и Н. Д. Папалекси извършват оригинален експеримент през 1913 г. Бобината с жицата започна да се усуква в различни посоки. Те ще го завъртят по часовниковата стрелка, след това рязко ще го спрат и след това обратно. Те разсъждаваха по следния начин: ако електроните наистина имат маса, тогава, когато намотката внезапно спре, електроните трябва да продължат да се движат по инерция за известно време. Така и стана. Свързахме телефон към краищата на жицата и чухме звук, което означаваше, че през нея тече ток.
Манделщам Леонид Исаакович
Николай Дмитриевич Папалекси (1880-1947)
ОПИТЪТ НА Т. СТУАРТ И Р. ТОЛМАН
Опитът на Манделщам и Папалекси е повторен през 1916 г. от американските учени Толман и Стюарт.
- Намотка с голям брой навивки от тънка жица беше приведена в бързо въртене около оста си. Краищата на бобината бяха свързани с помощта на гъвкави проводници към чувствителен балистичен галванометър. Неусуканата намотка беше рязко забавена и във веригата възникна краткотраен ток поради инерцията на носителите на заряд. Общият заряд, протичащ през веригата, се измерва чрез отклонението на стрелката на галванометъра.
Иконом Стюарт Томас
Ричард Чейс Толман
КЛАСИЧЕСКА ЕЛЕКТРОННА ТЕОРИЯ
Предположението, че електроните са отговорни за електрическия ток в металите, съществува още преди експеримента на Стюарт и Толман. През 1900 г. немският учен П. Друде, въз основа на хипотезата за съществуването на свободни електрони в металите, създава своята електронна теория за металната проводимост, наречена класическа електронна теория . Според тази теория електроните в металите се държат като електронен газ, много като идеален газ. Той запълва пространството между йоните, които образуват металната кристална решетка
Фигурата показва траекторията на един от свободните електрони в кристалната решетка на метал
ОСНОВНИ ПОЛОЖЕНИЯ НА ТЕОРИЯТА:
- Наличието на голям брой електрони в металите допринася за тяхната добра проводимост.
- Под въздействието на външно електрическо поле подреденото движение се наслагва върху произволното движение на електроните, т.е. възниква ток.
- Силата на електрическия ток, преминаващ през метален проводник, е равна на:
- Тъй като вътрешната структура на различните вещества е различна, съпротивлението също ще бъде различно.
- С увеличаване на хаотичното движение на частици от веществото тялото се нагрява, т.е. отделяне на топлина. Тук се наблюдава законът на Джаул-Ленц:
l = e * n * S * Ū d
СВЪРХПРОВОДИМОСТ НА МЕТАЛИ И СПЛАВИ
- Някои метали и сплави имат свръхпроводимост, свойството да имат строго нулево електрическо съпротивление, когато достигнат температура под определена стойност (критична температура).
Феноменът свръхпроводимост е открит от холандския физик H. Kamerling - Ohness през 1911 г. за живак (T cr = 4,2 o K).
ОБЛАСТ НА ПРИЛОЖЕНИЕ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТОК:
- получаване на силни магнитни полета
- пренос на електроенергия от източник до потребител
- мощни електромагнити със свръхпроводящи намотки в генератори, електродвигатели и ускорители, в нагревателни устройства
В момента има голям проблем в енергетиката, свързан с големи загуби при пренос на електроенергия по проводници.
Възможно решение на проблема:
Изграждане на допълнителни електропроводи - подмяна на проводници с по-голямо сечение - повишаване на напрежението - разделяне на фази
Слайд 1
Учител по физика в Енергийното техническо училище в Невинномиск Пак Олга Бен-Сер
"Електрически ток в газове"
Слайд 2
Процесът на протичане на ток през газовете се нарича електрически разряд в газовете. Разпадането на газовите молекули на електрони и положителни йони се нарича газова йонизация
При стайна температура газовете са диелектрици. Нагряването на газ или облъчването му с ултравиолетови, рентгенови лъчи и други лъчи предизвиква йонизация на атоми или молекули на газа. Газът става проводник.
Слайд 3
Носителите на заряд възникват само по време на йонизация. Носители на заряд в газовете – електрони и йони
Ако йони и свободни електрони попаднат във външно електрическо поле, тогава те започват да се движат в посока и създават електрически ток в газовете.
Механизъм на електропроводимостта на газовете
Слайд 4
Несамостоятелно изпразване
Феноменът на електрически ток, протичащ през газ, наблюдаван само при условие на някакво външно въздействие върху газа, се нарича несамостоятелен електрически разряд. Ако няма напрежение на електродите, галванометърът, свързан към веригата, ще покаже нула. При малка потенциална разлика между електродите на тръбата заредените частици започват да се движат и възниква газов разряд. Но не всички получени йони достигат до електродите. Тъй като потенциалната разлика между електродите на тръбата се увеличава, токът във веригата също се увеличава.
Слайд 5
Несамостоятелно изпразване
При определено напрежение, когато всички заредени частици, образувани в газа от йонизатора за секунда, достигат до електродите през това време. Токът достига насищане. Токово-напреженови характеристики на несамостоятелен разряд
Слайд 6
Феноменът на електрически ток, преминаващ през газ, независимо от външни йонизатори, се нарича независим газов разряд в газ. Електронът, ускорен от електрическото поле, се сблъсква с йони и неутрални молекули по пътя си към анода. Неговата енергия е пропорционална на напрегнатостта на полето и средния свободен път на електрона. Ако кинетичната енергия на електрона надвишава работата, която трябва да се извърши за йонизиране на атома, тогава, когато електронът се сблъска с атома, той се йонизира, наречено йонизация с електронен удар.
Под въздействието на силно електрическо поле може да започне лавинообразно нарастване на броя на заредените частици в газа. В този случай йонизаторът вече не е необходим.
Саморазреждане
Слайд 7
Слайд 8
Коронен разряд се наблюдава при атмосферно налягане в газ, разположен в силно нехомогенно електрическо поле (близо до накрайници, проводници с високо напрежение и т.н.), чиято светлинна област често прилича на корона (затова се нарича корона)
Видове саморазряд
Слайд 9
Искров разряд - периодичен разряд в газ, който възниква при висока напрегнатост на електрическото поле (около 3MV/m) във въздуха при атмосферно налягане. Искровият разряд, за разлика от коронния разряд, води до разрушаване на въздушната междина. приложение: мълния, за запалване на горима смес в двигател с вътрешно горене, електроискрова обработка на метали
Видове саморазряд
Слайд 10
Дъгов разряд - (електрическа дъга) разряд в газ, който възниква при атмосферно налягане и малка потенциална разлика между близко разположени електроди, но силата на тока в електрическата дъга достига десетки ампера. Приложение: прожектори, електрозаваряване, рязане на огнеупорни метали.
Видове саморазряд
