3. Електричний струм у металахЕлектричний струм у металах
Носіями струму в металах єНосіями струму в металах є
вільні електрони.вільні електрони.
Електрони, розміщені наЕлектрони, розміщені на
зовнішній оболонці, слабкозовнішній оболонці, слабко
зв’язані з ядром атома. Їхзв’язані з ядром атома. Їх
називають зовнішніми абоназивають зовнішніми або
валентними електронами,валентними електронами,
оскільки вони визначаютьоскільки вони визначають
властивість даноговластивість даного
елемента – здатність йогоелемента – здатність його
атомів входити в хімічнийатомів входити в хімічний
зв’язок з певним числомзв’язок з певним числом
інших атомів.інших атомів.
4. Якщо в провіднику немаєЯкщо в провіднику немає
електричного поля, тоелектричного поля, то
електрони рухаютьсяелектрони рухаються
хаотично, аналогічно тому, якхаотично, аналогічно тому, як
рухаються молекули газів аборухаються молекули газів або
рідин. У кожний момент часурідин. У кожний момент часу
швидкості різних електронівшвидкості різних електронів
відрізняються по модулях і завідрізняються по модулях і за
напрямками. Якщо ж унапрямками. Якщо ж у
провіднику створенопровіднику створено
електричне поле, тоелектричне поле, то
електрони, зберігаючи своєелектрони, зберігаючи своє
хаотичний рух, починаютьхаотичний рух, починають
зміщуватися у бік позитивногозміщуватися у бік позитивного
полюса джерела. Разом зполюса джерела. Разом з
безладним рухом електронівбезладним рухом електронів
виникає і упорядкований їхвиникає і упорядкований їх
перенесення - дрейф.перенесення - дрейф.
5. Під час охолодженняПід час охолодження
деяких металів і сплавівдеяких металів і сплавів
нижче певної критичноїнижче певної критичної
температури їх опіртемператури їх опір
наближується до нуля. Ценаближується до нуля. Це
явище називаютьявище називають
надпровідністю. Явищенадпровідністю. Явище
надпровідності відкрив унадпровідності відкрив у
1911 р. голландський фізик1911 р. голландський фізик
Г. Камерлінг – Оннес,Г. Камерлінг – Оннес,
вивчаючививчаючи
електропровідність ртутіелектропровідність ртуті
при низькихпри низьких
температурах .температурах .
6. Електричний струм у газахЕлектричний струм у газах
Гази заГази за
нормальних умовнормальних умов
погано проводятьпогано проводять
електричнийелектричний
струм,струм,
тобто єтобто є
ізоляторами.ізоляторами.
7. Внаслідок зовнішніх дійВнаслідок зовнішніх дій
(опромінювання(опромінювання
ультрафіолетовим,ультрафіолетовим,
рентгенівським,рентгенівським,
радіоактивнимрадіоактивним
випромінюванням,випромінюванням,
нагрівання і т.д.) газнагрівання і т.д.) газ
іонізується, тобто відіонізується, тобто від
атомів і молекулатомів і молекул
відриваються електрони.відриваються електрони.
Внаслідок іонізаціїВнаслідок іонізації
утворюються позитивніутворюються позитивні
іони і електрони.іони і електрони.
9. Струм насиченняСтрум насичення – це такий– це такий
струм, під час якого всі зарядженіструм, під час якого всі заряджені
частинки досягають електродів.частинки досягають електродів.
Щоб збільшити струм насичення,Щоб збільшити струм насичення,
треба збільшити дію іонізатора.треба збільшити дію іонізатора.
Починаючи з деякої напруги, розрядПочинаючи з деякої напруги, розряд
продовжується після припиненняпродовжується після припинення
дії іонізатора. Такий розряддії іонізатора. Такий розряд
називаєтьсяназивається самостійним.самостійним. ПідПід
впливом сильного електричноговпливом сильного електричного
поля відбувається ударна іонізаціяполя відбувається ударна іонізація
електронів.електронів.
Існують такі типи самостійногоІснують такі типи самостійного
розряду: тліючий, коронний,розряду: тліючий, коронний,
іскровий, дуговий.іскровий, дуговий.
10. Електричний струм у вакууміЕлектричний струм у вакуумі
Вакуум – це станВакуум – це стан
розрідженого газу,розрідженого газу,
молекули якогомолекули якого
ударяються одна об однуударяються одна об одну
рідше, ніж із стінкамирідше, ніж із стінками
посудини, в якій вонипосудини, в якій вони
знаходяться. Носіямизнаходяться. Носіями
електричного струму уелектричного струму у
вакуумі будуть електрони,вакуумі будуть електрони,
які вилітають з поверхніякі вилітають з поверхні
електрода внаслідокелектрода внаслідок
термоелектронної емісії.термоелектронної емісії.
11. ТермоелектроннаТермоелектронна
емісія – явищеемісія – явище випромінюваннявипромінювання
електронів металами під час їхелектронів металами під час їх
нагрівання до високоїнагрівання до високої
температури.температури.
Електрони вилітають з металу,Електрони вилітають з металу,
якщо його енергія достатня, щобякщо його енергія достатня, щоб
виконати певну роботу – роботувиконати певну роботу – роботу
виходу – проти сил, щовиходу – проти сил, що
перешкоджають його вильоту.перешкоджають його вильоту.
Електрон зможе вилетіти, якщоЕлектрон зможе вилетіти, якщо
його кінетична енергія будейого кінетична енергія буде
більша за роботу виходу.більша за роботу виходу.
Явище термоелектричної емісіїЯвище термоелектричної емісії
використовують у такихвикористовують у таких
електронних приладах, як діоди,електронних приладах, як діоди,
тріоди, титроди, пентоди,тріоди, титроди, пентоди,
електронно – променеві трубки.електронно – променеві трубки.
12. Процес проходження струмуПроцес проходження струму
через газ називаютьчерез газ називають газовимгазовим
розрядом.розрядом.
Газовий розряд, якийГазовий розряд, який
відбувається під дієювідбувається під дією
іонізатора, називаєтьсяіонізатора, називається
несамостійним.несамостійним.
При несамостійному газовомуПри несамостійному газовому
розряді закон Ома нерозряді закон Ома не
справджується (не існуєсправджується (не існує
пропорційної залежності міжпропорційної залежності між
силою струму і прикладеноюсилою струму і прикладеною
напругою). Починаючи з деякоїнапругою). Починаючи з деякої
напруги, сила струму ненапруги, сила струму не
змінюється, настає насичення.змінюється, настає насичення.
13. Електричний струм у рідинахЕлектричний струм у рідинах
Електроліти – це речовини,Електроліти – це речовини,
електричний струм у якихелектричний струм у яких
завжди супроводжується їхзавжди супроводжується їх
хімічними змінами. Це розчинихімічними змінами. Це розчини
солей, кислот і лугів у воді.солей, кислот і лугів у воді.
У таких розчинах постійноУ таких розчинах постійно
відбувається розпад молекул навідбувається розпад молекул на
іони. Цей процес називаєтьсяіони. Цей процес називається
електролітичною дисоціацією.електролітичною дисоціацією.
Внаслідок дисоціації в розчиніВнаслідок дисоціації в розчині
утворюються позитивніутворюються позитивні
(катіони) іони металів і водню,(катіони) іони металів і водню,
та негативні (аніони) іонита негативні (аніони) іони
кислотних залишків ікислотних залишків і
гідроксильної групи.гідроксильної групи.
14. При підвищенніПри підвищенні
температури питомийтемператури питомий
опір електролітуопір електроліту
зменшується, а питомазменшується, а питома
провідність збільшується.провідність збільшується.
ПроходженняПроходження
електричного струмуелектричного струму
через електролітчерез електроліт
супроводжуєтьсясупроводжується
явищемявищем електролізуелектролізу
– виділення на– виділення на
електродах речовин, щоелектродах речовин, що
входять до складувходять до складу
електроліту.електроліту.
15. Перший закон електролізуПерший закон електролізу:: маса mмаса m
речовини, яка виділяється на електроді,речовини, яка виділяється на електроді,
пропорційна електричному заряду Q щопропорційна електричному заряду Q що
пройшов через електроліт:пройшов через електроліт:
Другий закон електролізу: електрохімічний
еквівалент речовини пропорційний їх
хімічному еквіваленту:
16. Електричний струм у напівпровідникахЕлектричний струм у напівпровідниках
Напівпровідники – це речовини,Напівпровідники – це речовини,
в яких електропровідністьв яких електропровідність
займає проміжне місце міжзаймає проміжне місце між
провідниками і діелектриками.провідниками і діелектриками.
До напівпровідників належатьДо напівпровідників належать
кремній, селен, хімічнікремній, селен, хімічні
з’єднання елементів ІІІ групи зз’єднання елементів ІІІ групи з
елементамиелементами VV групи.групи.
Питомий опір напівпровідниківПитомий опір напівпровідників
знаходиться в межах від 10знаходиться в межах від 1044
додо
1010-5-5
Ом ·м.Ом ·м.
17. В результаті відривуВ результаті відриву
електронів від атомаелектронів від атома
виникають вільнівиникають вільні
електрони. Вакантне місцеелектрони. Вакантне місце
(позитивно заряджений іон)(позитивно заряджений іон)
для електрона утворює такдля електрона утворює так
звану дірку. Дірці відповідаєзвану дірку. Дірці відповідає
надлишковий позитивнийнадлишковий позитивний
заряд порівняно з сусіднімизаряд порівняно з сусідніми
неіонізованими атомами,неіонізованими атомами,
тому рух дірки рівнозначнийтому рух дірки рівнозначний
рухові позитивного заряду.рухові позитивного заряду.
Концентрація дірок іКонцентрація дірок і
електронів однакова.електронів однакова.
18. Власна провідністьВласна провідність
напівпровідників мала.напівпровідників мала.
Незначна кількість домішок уНезначна кількість домішок у
провідниках значно підвищуєпровідниках значно підвищує
провідність їх. Домішкипровідність їх. Домішки
зумовлюють додатковузумовлюють додаткову
(домішкову) провідність.(домішкову) провідність.
Домішкова провідність буваєДомішкова провідність буває
донорною і акцепторною.донорною і акцепторною.
Домішки, які віддаютьДомішки, які віддають
електрони називаютьсяелектрони називаються
донорами, а напівпровідники здонорами, а напівпровідники з
електронною провідністю –електронною провідністю –
електроннимиелектронними
напівпровідниками (n – типу).напівпровідниками (n – типу).
19. Якщо домішки маютьЯкщо домішки мають
валентністьвалентність меншу, ніжменшу, ніж
основний напівпровідник, їхосновний напівпровідник, їх
називають акцепторами, аназивають акцепторами, а
напівпровідник – дірковимнапівпровідник – дірковим
напівпровідником (р – типу).напівпровідником (р – типу).
При контакті двохПри контакті двох
напівпровідниківнапівпровідників n –n – типу і р –типу і р –
типу на їх межі внаслідоктипу на їх межі внаслідок
дифузії і рекомбінаціїдифузії і рекомбінації
електронів і дірок виникаєелектронів і дірок виникає
тонкий шар, збідненийтонкий шар, збіднений
носіями струму, який маєносіями струму, який має
підвищений опір (р –підвищений опір (р – n –n –
перехід).перехід).
