Электрический ток в средах

• 1 слайд

  Электрический ток в газах.
  Работу выполнили
  Авсетова М., Елисеева А.,
  Морозова А.
  

• 2 слайд

  Цель:
  Доказать, что газы, по природе являющиеся диэлектриками, способны проводить ток при определённых условиях.
  
  
  
  

• 3 слайд

  Гипотеза
  “Проводимость тока в газах возможна при ионизации .
  

• 4 слайд

  Ход исследования
  Носители тока и способ их образования.
  Поведение носителей при отсутствии и при наличии электрического поля.
  Зависимость силы тока от напряжения в данной среде (V-A характеристика).
  Зависимость проводимости от температуры и других условий.
  Особенности протекания тока в данной среде.
  Применение тока в быту, науке и технике.
  

• 5 слайд

  Носители тока и способ их образования
  Носителями тока в газах являются электроны и ионы.
  Способ образования: ионизация, ударная ионизация
  При обычных условиях газы почти полностью состоят из атомов и молекул и являются диэлектриками. Вследствие нагревания или воздействия излучением часть атомов ионизируется – распадается на положительные ионы и электроны. В газе могут образовываться и отрицательные ионы, которые появляются благодаря присоединению электронов к нейтральным атомам.
  Кинетическая энергия электрона перед столкновением пропорциональна напряженности поля и длине l свободного пробега электрона.
  Если кинетическая энергия электрона превосходит работу, которую нужно совершить, чтобы ионизировать нейтральный атом, то при столкновении электрона с атомом происходит ионизация.
  

• 6 слайд

  Поведение носителей при отсутствии и при наличии электронного поля
  Ионизация газов при нагревании объясняется тем, что по мере нагревания молекулы движутся быстрее. При этом некоторые молекулы начинают двигаться так быстро, что часть из них при столкновениях распадается, превращаясь в ионы.
  После прекращения действия ионизатора газ перестает быть проводником. Ток прекращается после того, как все ионы и электроны достигнут электродов. Кроме того, при сближении электрона и положительно заряженного иона они могут вновь образовать нейтральный атом. Такой процесс называется рекомбинацией.
  

• 7 слайд

  
  Зависимость силы тока от напряжения
  ОА – При отсутствии электрического поля между катодом и анодом, электроны образуют у катода электронное облако. По мере увеличения напряжения большее количество электронов устремляется к аноду, значит сила тока увеличивается.
  
  АВ – Закон Ома сохраняется.
  
  ВС – Сила тока возрастает быстрее, т.к. число электронов ,устремляющихся к аноду, становится больше числа электронов, вылетающих с катода.
  
  СD – Ток насыщения.
  

• 8 слайд

  Зависимость проводимости от температуры
  Чем больше температура, тем больше образуется ионов.
  Из этого следует, что чем выше температура, тем выше проводимость.
  

• 9 слайд

  Особенности протекания тока в газах
  Существует три способа протекания тока в газах:
  Несамостоятельный разряд
  Самостоятельный разряд
  Плазма
  Газ в трубке ионизирован, на электроды подается
  напряжение (U) и в трубке возникает электрический ток(I).
  При увеличении U возрастает сила тока I.
  Когда все заряженные частицы, образующиеся за секунду, достигают за это время электродов (при некотором напряжении (U*), ток достигает насыщения (Iн). Если действие ионизатора прекращается, то прекращается и разряд (I= 0).
  Несамостоятельный газовый разряд — это разряд, существующий только под действием внешних ионизаторов.
  
  

• 10 слайд

  Самостоятельный газовый разряд — разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора за счет ионов и электронов, возникших в результате ударной ионизации (= ионизации электрического удара); возникает при увеличении разности потенциалов между электродами (возникает электронная лавина). 
  При некотором значении напряжения (Uпробоя) сила тока снова возрастает. Ионизатор уже не нужен для поддержания разряда.
  Происходит ионизация электронным ударом.
  
  
  Особенности протекания тока в газах
  Виды самостоятельного разряда:
  Тлеющий
  Искровой
  Коронный
  Дуговой
  

• 11 слайд

• 12 слайд

  Плазма
  При достаточно больших температурах начинается ионизация газа за счет столкновений быстродвижущихся атомов или молекул. Вещество переходит в новое состояние, называемое плазмой.
  Плазма – это частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически совпадают. Таким образом, плазма в целом является нейтральной системой. В зависимости от условий степень ионизации плазмы( отношение числа ионизированных атомов к их полному числу) может быть различной. В полностью ионизированной плазме нейтральных атомов нет.
  На ряду с нагреванием ионизация газа и образование плазмы могут быть вызваны различными излучениями или бомбардировкой атомов газа быстрыми частицами. При этом получается так называемая низкотемпературная плазма.
  

• 13 слайд

  Применение тока в быту, науке и технике
  

• 14 слайд

• 15 слайд

  Вывод
  Доказали, что молекулы газа, по природе являющиеся диэлектриками, способны проводить ток при определённых условиях.
  Подтвердили гипотезу о том, что проводимость тока в газах возможна при ионизации молекул.
  
  

• 16 слайд

  Ресурсы
  Интернет ресурсы (Yandex)
  
  
  Учебное пособие по физике для 10 класса под авторством Г. Я. Мякишева, Б. Б. Бухцева, Н.Н. Сотского.
  
  
  

• 1 слайд

  Работу выполнили:
  Волкова Е., Восканян А., Никогосян Р.,
  Потапова Е.,Смирнова Т., Цыганкова Е.
  Учитель:
  Дидук Светлана Борисовна
  Электрический ток в вакууме
  

• 2 слайд

  Цель исследования
  Доказать существование электрического тока в вакууме.
  Узнать как применяется электрический ток в повседневной жизни.
  

• 3 слайд

  Гипотеза
  Электрический ток в вакууме проводится за счёт электронов.
  

• 4 слайд

  Носители тока и способ их образования
  

• 5 слайд

  Вакуум - это такая степень разрежения газа, при которой соударений молекул практически нет.
  В вакууме электрический ток отсутствует, так как нет свободных носителей электрического заряда.
  
  
  
  
  
  
  Американский ученый и изобретатель Томас Эдисон (1847-1931) обнаружил (1879 г.), что в вакуумной стеклянной колбе возникает электрический ток, если один из электродов нагреть до высокой температуры.
  
  
  

• 6 слайд

  Диод (двухэлектродная лампа)
  Этот прибор, открытый Т. А. Эдисоном, состоит из стеклянного баллона, в котором находятся два электрода: катод и анод. Анод изготовлен из металлической пластины, катод — из тонкой металлической проволоки, свернутой в спираль. Концы спирали укреплены на металлических стержнях, имеющих два вывода для подключения в электрическую цепь. Соединив выводы катода с источником тока, можно вызвать нагревание проволочной спирали катода проходящим током до высокой температуры. Проволочную спираль, нагреваемую электрическим током, называют нитью накала лампы.
  

• 7 слайд

  Явление испускания свободных электронов с поверхности нагретых тел называется термоэлектронной эмиссией.
  Для её осуществления в качестве оного из электродов используют тонкую проволочную нить из тугоплавкого металла (нить накала). Подключенная  к источнику тока нить раскаляется и с ее поверхности  вылетают электроны. Вылетевшие электроны попадают в электрическое поле между двумя электродами и начинают двигаться направленно, создавая электрический ток.
  Явление термоэлектронной
  эмиссии лежит  в основе
  принципа действия электронных
  ламп:  вакуумного диода,
  вакуумного триода.
  Термоэлектронная эмиссия
  -
  -
  -
  -
  -
  

• 8 слайд

  Вакуумный диод Вакуумный триод
  

• 9 слайд

  Поведение носителей при отсутствии и при наличии электрического тока
  

• 10 слайд

  Различие между горячим и холодным электродами, впаянными в сосуд, приводит к односторонней проводимости электрического тока между ними. При подключении электродов к источнику тока между ними возникает электрическое поле. Если положительный полюс источника соединен с холодным электродом (анодом), а отрицательный — с нагретым (катодом), то напряженность электрического поля направлена к нагретому электроду. Под действием этого поля электроны частично покидают электронное облако и движутся к холодному электроду. Электрическая цепь замыкается, и в ней устанавливается электрический ток.
  

• 11 слайд

  При противоположном включении источника напряженность поля направлена от катода к аноду. Электрическое поле отталкивает электроны облака назад к катоду. Цепь оказывается разомкнутой, и ток в цепи отсутствует. Следовательно, диод обладает односторонней проводимостью.
  
  

• 12 слайд

  Вольт-амперная характеристика
  

• 13 слайд

  При малых напряжениях на аноде не все электроны, испускаемые катодом, достигают анода, и электрический ток небольшой. При больших напряжениях ток достигает насыщения, т.е. максимального значения.
  Iнас
  I
  U
  0
  

• 14 слайд

  Зависимость проводимости от температуры
  

• 15 слайд

  Для увеличения тока насыщения необходимо увеличить количество электронов (увеличить температуру катода). Следовательно, температура обратно пропорциональна сопротивлению.
  При холодном катоде тока в цепи нет, так как сильно разряженный газ (вакуум) внутри диода не содержит заряженных частиц. Если катод раскалить с помощью дополнительного источника, то миллиамперметр зарегистрирует появление тока.
  
  R
  T
  0
  

• 16 слайд

  Особенности протекания тока в данной среде
  Скорость движения электронов очень велика
  Односторонняя проводимость
  

• 17 слайд

  Применение тока в данной среде
  

• 18 слайд

  Электрические токи в вакууме имеют широкую область применения. Это все без исключения радиолампы, ускорители заряженных частиц, масс-спектрометры, вакуумные генераторы СВЧ, такие как магнетроны, лампы бегущей волны и т.п.
  
  

• 19 слайд

  Электронные пучки и их свойства
  Электроны, испускаемые нагретым катодом, можно с помощью электрических полей разгонять до высоких скоростей. Пучки электронов, движущихся с большими скоростями, можно использовать для получения рентгеновских лучей, плавки и резки металлов. Способность электронных пучков испытывать отклонения под действием электрических и магнитных полей и вызывать свечение кристаллов используется в электронно-лучевых трубках.
  На рисунке пучки обозначены пунктиром
  

• 20 слайд

  Электронно-лучевая трубка
  Если в аноде (2) вакуумного диода сделать отверстие, то часть электронов, испущенных катодом (1), пролетит сквозь отверстие и образует в пространстве за анодом поток параллельно летящих электронов — электронный луч (5).
  

• 21 слайд

  Вывод
  Мы доказали существование электрического тока в вакууме, а также то, что он проводится за счёт электронов.
  Мы узнали как применяется электрический ток в вакууме в повседневной жизни.
  

• 22 слайд

  Ресурсы
  http://ligis.ru/effects/science/284/index.htm
  http://class-fizika.narod.ru/10_11.htm
  http://www.edu.delfa.net/CONSP/tok7.html
  http://physics.kgsu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=196
  Учебник физики за 10 класс Мякишев
  Личный опыт
  

• 23 слайд

  Спасибо за внимание!
  

• 1 слайд

  Электрический ток
  В жидкостях
  

• 2 слайд

  Цель проекта:
  Узнать об особенностях протекания электрического тока в жидкостях.
  

• 3 слайд

  Электролиты -жидкие проводники, в которых подвижными носителями зарядов являются ионы.
  ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ?
  

• 4 слайд

  Носители тока и способ
  их образования
  При растворении электролитов под влиянием электрического поля полярных молекул воды происходит распад молекул электролитов на ионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией. В электролитах проводят энергию ионы, т.к. они могут являться и
  положительно заряженными частицами, и отрицательно.
  

• 5 слайд

  Поведение носителей при отсутствии и при наличии электрического поля.
  Во время подключения жидкости (или точнее, сосуда с жидкостью к сети питания), начнется движение частиц к противоположным зарядам (положительные ионы начнут притягиваться к катодам, а отрицательные – к анодам). В этом случае, энергию транспортируют непосредственно, ионы, поэтому проводимость такого типа называется – ионной. Во время этого типа проводимости, ток переносят ионы, и на электродах выделяются вещества, которые являются составляющими электролитов. Если рассуждать с точки зрения химии, то происходит окисление и восстановление. Таким образом, электрический ток в газах и жидкостях транспортируется при помощи электролиза.
  

• 6 слайд

• 7 слайд

  Закон электролиза.
  
  
  Электролиз - процесс, связанный с окислительно-восстановительными реакциями, при которых на электродах выделяется вещество. Электролиз позволяет получать из растворов вещества в достаточно чистом виде. Первый закон Фарадея гласит, что эта масса пропорциональна заряду, прошедшему через электролит:
  
  
  Где q- заряд, протекший через электролит за время t;
  I-сила тока;K-коэффициент пропорциональности.
  
  
  
  
  
  Пер­вый закон Фа­ра­дея гла­сит, что эта масса про­пор­ци­о­наль­на за­ря­ду, про­шед­ше­му через элек­тро­лит:
  Пер­вый закон Фа­ра­дея гла­сит, что эта масса про­пор­ци­о­наль­на за­ря­ду, про­шед­ше­му через элек­тро­лит:
  

• 8 слайд

  Второй закон Фарадея непосредственно касается измерения электрохимического эквивалента через другие константы для конкретно взятого электролита:
  
  
  Здесь: М  – молярная масса электролита; е  – элементарный заряд;  n – валентность электролита; Nа  – число Авогадро.
  
  
  

• 9 слайд

  Зависимость силы
  тока от напряжения.
  Электрический ток течет от высокого напряжения в низкое напряжение. И согласно теории и формулы, если увеличить напряжение тока, то его сила также увеличится пропорционально.
  
  
  ЗАВИСИМОСТЬ СИЛЫ ТОКА ОТ НАПРЯЖЕНИЯ В ЖИДКОСТИ
  

• 10 слайд

  Зависимость проводимости от температуры и других условий
  Степень диссоциации (отношение распавшихся на ионы молекул к числу первоначально имеющихся) зависит:
  от температуры;
  от концентрации раствора;
  от диэлектрической проницаемости растворителя.
  

• 11 слайд

  Применение тока
  Первое практическое применение электролиза произошло в 1838 году русским ученым Якоби. С помощью электролиза он получил оттиск фигур для Исаакиевского собора. Такое применение электролиза получило название гальванопластика. Другой сферой применения является гальваностегия покрытие одного металла другим (хромирование, никелирование, золочение и т.д.)
  

• 12 слайд

  Проект подготовили
  ученики 11 класса:
  Грачева Анастасия
  Шевикова Юлия
  Разоренова Анастасия
  Матвеичева Екатерина
  Кузьмин Дмитрий
  Ресурсы:
  Учебник по физике за 10 класс Г. Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н. Н. Сотский.
  https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B0