Sa madaling sabi, electric current sa iba't ibang kapaligiran. Paksa ng aralin "electric current sa iba't ibang media"

« Physics - ika-10 baitang"

Ang pinakasimpleng quantitative pattern para sa agos ng kuryente sa mga metal at electrolyte.

Ang mga problema sa batas ng Ohm, na nalalapat sa mga konduktor na ito, ay ibinigay sa Kabanata 15. Ang kabanatang ito ay pangunahing tumatalakay sa mga problema sa aplikasyon ng batas ng electrolysis. Bilang karagdagan, kapag nilutas ang ilang mga problema, kinakailangan na gumamit ng formula (16.1) para sa pagtitiwala sa paglaban ng mga konduktor ng metal sa temperatura.

Gawain 1.

Ang conducting sphere ng radius R = 5 cm ay inilalagay sa isang electrolytic bath na puno ng solusyon tansong sulpate. Magkano ang tataas ng masa ng globo kung ang pagtitiwalag ng tanso ay tumatagal ng t - 30 minuto, at singil ng kuryente, na dumarating sa bawat square centimeter ng ibabaw ng globo sa 1 s, q = 0.01 C? Molar mass ng tanso M = 0.0635 kg/mol.

Solusyon.

Ang ibabaw na lugar ng globo ay S = 4πR 2 = 314 cm 2. Samakatuwid, ang singil na inilipat ng mga ion sa t = 30 min = 1800 s ay katumbas ng Δq = qSt = 0.01 C/(cm 2 s) 314 cm 2 1800 s = 5652 C. Ang masa ng inilabas na tanso ay:

Gawain 2.

Sa panahon ng electrolysis, na tumagal ng isang oras, ang kasalukuyang ay 5 A. Ano ang temperatura ng inilabas na atomic hydrogen kung, sa isang presyon ng 10 5 Pa, ang dami nito ay 1.5 litro? Electrochemical na katumbas ng hydrogen

Solusyon.

Ayon sa batas ni Faraday, ang mass m ng inilabas na hydrogen ay:

Mula sa Mendeleev-Clapeyron equation kung saan ang R ay ang unibersal na gas constant, Ang M ay ang molar mass ng atomic hydrogen, alamin natin ang masa ng hydrogen na nakuha sa pamamagitan ng electrolysis:

Mula sa mga expression (1) at (2) tinutukoy namin ang temperatura:

Gawain 3.

Kapag nickeling ang produkto sa loob ng 1 oras, isang layer ng nickel na may kapal na l = 0.01 mm ang idineposito. Tukuyin ang kasalukuyang density kung ang molar mass ng nickel M = 0.0587 kg/mol, valency n = 2, density ng nickel

Solusyon.

Ayon sa batas ng electrolysis ng Faraday, ang masa ng nikel na inilabas sa katod

kung saan ang m = ρV = ρlS, at I = jS, kung saan ang S ay ang nickel coating area; F - pare-pareho ni Faraday, Ang pagpapalit ng mga expression para sa mass ng nickel at ang kasalukuyang I sa formula (1), makuha namin saan

Gawain 4.

Tukuyin enerhiyang elektrikal, ginugol upang makagawa ng pilak na tumitimbang ng 200 g, kung ang kahusayan ng pag-install ay 80%, at ang electrolysis ay isinasagawa sa boltahe ng 20 V. Ang electrochemical na katumbas ng pilak ay

Solusyon.

Ang enerhiya na ginugol lamang sa electrolysis ay katumbas ng

Ayon sa batas ni Faraday m = kq, saan

Ang pagpapalit ng expression para sa q sa formula (1), makuha namin

Ang kabuuang ginugol na enerhiya na W e ay nauugnay sa W " e sa pamamagitan ng expression kaya naman,

Gawain 5.

Ipaliwanag kung bakit sa isang arc discharge, habang tumataas ang kasalukuyang, bumababa ang boltahe.

Solusyon.

Habang tumataas ang kasalukuyang, tumataas ang thermionic emission mula sa cathode, mayroong higit pang mga carrier ng singil, at, dahil dito, bumababa ang paglaban ng puwang sa pagitan ng mga electrodes. Sa kasong ito, ang pagbaba sa paglaban ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa pagtaas ng kasalukuyang (sa mga gas, ang linear law ng Ohm U = IR ay nilabag), kaya bumababa ang boltahe.

Gawain 6.

Ipakita na sa panahon ng isang nababanat na banggaan ng isang elektron na may isang molekula, ang elektron ay naglilipat ng mas kaunting enerhiya dito kaysa sa isang ganap na hindi elastikong banggaan.

Solusyon.

Sa isang direktang ganap na nababanat na banggaan ng isang elektron na may isang molekula, ang mga batas ng konserbasyon ng enerhiya at momentum ay nasiyahan:

kung saan ang m e at m ay ang masa ng elektron at molekula; Ang υ 1 at υ 2 ay ang kanilang mga bilis pagkatapos ng banggaan. Ang paglutas ng sistemang ito para sa υ 1 at υ 2, nakuha namin

Ang enerhiya ay inilipat sa isang molekula Since m e<< m, то можно записать, что (m e + m) 2 ≈ m 2 . Тогда

Mula sa nagresultang pagpapahayag ay sumusunod na ang isang napakaliit na bahagi ng paunang enerhiya ng elektron ay inililipat sa molekula, dahil m e<< m.

Sa isang inelastic collision, tanging ang batas ng konserbasyon ng momentum m e υ 0 = (m + m e)υ ang nasiyahan, at sa gayon ang electron ay nawawalan ng enerhiya

Since m e<< m, мы можем считать, что дробь в скобках равна нулю, откуда iyon ay, sa panahon ng isang hindi nababanat na banggaan, ang elektron ay ganap na naglilipat ng enerhiya nito sa molekula.

Ang isa sa mga pangunahing katangian ng electric current ay ang kakayahang magsagawa sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon. Ang antas ng kondaktibiti para sa bawat kaso ay naiiba. Samakatuwid, kapag nag-aaral ng electric current sa iba't ibang mga kapaligiran, ang talahanayan ay nakakatulong upang mailarawan kung anong mga katangian ang mayroon ito sa isang partikular na kaso. Ang lahat ng mga sangkap, ayon sa kanilang electrical conductivity, ay nahahati sa maraming pangunahing kategorya.

Mga metal bilang conductor ng electric current

Kapag ang kuryente ay dumaan sa mga metal, walang makabuluhang pagbabago ang sinusunod, maliban sa sapilitan na pag-init. Ang mga metal ay may mataas na konsentrasyon ng mga electron, na nakakaimpluwensya sa antas ng kondaktibiti. Patuloy silang gumagalaw sa mataas na bilis.

Sa mga node ng mga kristal na sala-sala ng mga metal mayroong mga positibong ion na gumagawa ng mga thermal vibrations. Sa mga puwang sa pagitan nila, ang mga libreng electron ay gumagalaw, na pinabilis ng isang electric field.

Ang paggalaw ng electric current sa mga semiconductor

Ang mga semiconductor ay may sariling katangian na nakakaapekto sa conductivity. Ang kanilang batayan ay ang p-n junction. Ang pagtaas ng temperatura ay nagdudulot ng pagtaas sa resistivity ng isang sangkap. Kasabay nito, ang bilang ng mga libreng electron ay tumataas, kung saan ang mga virtual na singil, na tinatawag na mga butas, ay nananatili.

Samakatuwid, ang pangunahing tampok ng electric current sa semiconductors ay ang paggalaw ng hindi lamang mga libreng electron, kundi pati na rin ang mga butas. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang conductivity dahil sa isang matalim na pagbaba ng resistensya.

Ang likido at gas ay mahusay na mga konduktor

Alam ng lahat na ang distilled water ay hindi isang conductor. Gayunpaman, kung maglagay ka ng hindi bababa sa isang kristal ng ordinaryong asin dito, magsasara ang circuit. Ito ay sanhi ng paglitaw ng mga free charge carrier sa tubig. Ang kababalaghan ng electrolytic dissociation ay nangyayari kapag ang mga molekula ay nasira sa mga ion sa ilalim ng impluwensya ng isang solvent. Ang ganitong mga likidong conductor na naglalaman ng mga mobile charge carrier ay tinatawag na electrolytes.

Ang mga gas sa kanilang normal na estado, tulad ng distilled water, ay mga gas din dahil naglalaman ito ng mga neutral na molekula at atomo. Ang lahat ng mga particle na ito ay walang mga singil at nagbibigay sa mga gas ng mataas na mga katangian ng insulating. Upang ang isang gas ay maging isang konduktor, dapat itong maglaman ng mga sisingilin na particle sa anyo ng mga carrier ng libreng bayad.

Karaniwan, ang mga konduktor ay mga ionized na gas na may positibo at negatibong mga ion. Ang kondaktibiti sa mga gas ay maaaring malikha nang nakapag-iisa, o sa pamamagitan ng artipisyal na pagpapasok ng mga sisingilin na particle sa kanila.

Layunin ng aralin:

Ibuod at i-systematize ang kaalaman ng mga mag-aaral tungkol sa electric current sa iba't ibang media sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga eksperimento na nagpapakita ng conductivity sa iba't ibang media, tukuyin ang likas na katangian ng charge carriers sa media, ihambing ang dependence ng resistensya ng iba't ibang media sa temperatura, at ihambing ang kasalukuyang-boltahe na katangian ng mga device.

Ilapat ang kaalaman sa mga pangunahing prinsipyo ng electrodynamics upang ipaliwanag ang electrical conductivity ng iba't ibang media.

Kagamitan:

voltmeter, ammeter, rectifier, bumbilya,
mga talahanayan:
"Agos ng kuryente sa isang vacuum",
"Agos ng kuryente sa mga semiconductor."

Paglalahat ng kaalaman:

Mga eksperimento na nagpapakita ng electrical conductivity ng iba't ibang media.
Mga carrier ng electric charge sa iba't ibang kapaligiran.
Mga katangian ng kasalukuyang boltahe ng mga device.
Depende sa paglaban ng mga metal, electrolytes, gas at semiconductors sa temperatura.
Praktikal na aplikasyon ng kasalukuyang sa iba't ibang mga kapaligiran.
Takdang-aralin sa bahay.

Ngayon sa aralin ay maaalala natin ang mga pattern ng kasalukuyang daloy sa iba't ibang media, ihambing ang pisikal na katangian ng kasalukuyang nasa kanila at ang mekanismo ng pagbuo ng mga libreng kasalukuyang carrier.

Sa mesa, ang bawat mag-aaral ay may inihandang talahanayan na dapat punan sa panahon ng aralin. (Appendix 1.)

Tandaan natin kung anong mga eksperimento ang nakatulong sa pagtatatag ng electrical conductivity ng mga metal - Mandelstam at Papaleksi. (Ipaliwanag ng mga mag-aaral ang pamamaraan para sa pag-set up ng eksperimento, iginuhit ng guro ang diagram na ito sa pisara.)

Fig.1

Anong mga eksperimento ang aming isinagawa upang ipakita ang electrical conductivity ng mga likido at gas?

(Ipaliwanag ng mga mag-aaral ang mga diagram ng kaukulang mga eksperimento, ang guro ay gumagawa ng mga sketch ng mga eksperimentong pamamaraan, ang mga mag-aaral ay gumagawa ng katulad na gawain sa kanilang mga kuwaderno.)

Fig.2

(Ang mag-aaral ay nagpapaliwanag ng eksperimento, ang guro ay gumuhit ng isang diagram.)

(Ang mga semiconductor ay maaaring makilala mula sa mga metal sa pamamagitan ng likas na katangian ng pag-asa ng kanilang kondaktibiti sa temperatura. Kung ang temperatura ng semiconductor ay tumaas, pagkatapos ay bumababa ang resistensya nito. Kung mag-assemble ka ng isang circuit mula sa isang kasalukuyang pinagmulan, isang semiconductor thermistor at isang ammeter, ikaw mapapansin na tataas ang pagbabasa ng ammeter kapag uminit ang thermistor.)

Kaya, singilin ang mga carrier sa iba't ibang kapaligiran:

(Sa mga metal, ang mga free charge carrier ay mga libreng electron, sa mga likido - positive at negative ions, sa mga gas - ions at electron, sa semiconductors - mga electron at butas (o free and bound electron).)

Ano ang konsentrasyon ng mga carrier ng libreng bayad sa iba't ibang media? Ano ang nakasalalay dito?

(Sa mga metal, ang konsentrasyon ng electron na 10 22 – 10 23 cm -3 ay nananatiling halos pare-pareho sa iba't ibang temperatura; sa mga likido, ang konsentrasyon ng mga ion ay nakasalalay sa nilalaman ng mga acid, salts at alkalis sa isang may tubig na solusyon, ibig sabihin, sa konsentrasyon ng mga solusyon mismo Sa mga gas, ang konsentrasyon ng mga ion at mga electron ay tinutukoy ng mga katangian ng ionizer mismo. patong ng katod.

Sa mga semiconductor, ang konsentrasyon ng mga carrier ay natutukoy sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga impurities na lumilikha ng karamihan sa electronic o hole conductivity, at depende sa temperatura at pag-iilaw ng semiconductor.)

Nagtatanong ako ng ilang karagdagang katanungan:

1. Bakit, hindi katulad ng isang metal na konduktor, ang katangian ng diode ay hindi linear?

2. Kailan nangyayari ang phenomenon ng kasalukuyang saturation? Ano ang tumutukoy sa lakas ng kasalukuyang saturation?

Kaya, kami ay kumbinsido na ang pag-aaral ng kasalukuyang-boltahe na mga katangian ay nagbibigay-daan sa amin upang gumuhit ng mahahalagang konklusyon tungkol sa pagpasa ng kasalukuyang sa iba't ibang mga kapaligiran.

Posible bang gumawa ng anumang mga konklusyon tungkol sa paglaban ng media batay sa uri ng mga katangian ng kasalukuyang boltahe? Mangyaring tandaan: ang ilang mga katangian ay linear, ang iba ay hindi.

(Ang mga katangian ng boltahe-boltahe para sa mga metal at electrolyte ay nagpapakita ng direktang proporsyonal na relasyon sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe dahil pare-pareho ang paglaban ng mga konduktor. Ang nonlinearity ng iba pang mga katangian ay nagpapakita na ang paglaban ay nag-iiba.)

Ano ang pag-asa ng paglaban ng media sa temperatura? Anong mga kadahilanan ang nakasalalay sa paglaban?

(Sagot ng mga mag-aaral. Para sa mga metal at likido, ang paglaban sa isang pare-parehong temperatura ay hindi nagbabago sa pagtaas ng boltahe; bilang karagdagan, ito ay direktang proporsyonal sa haba ng konduktor, resistivity at inversely proportional sa cross section. Ang pagkakaiba ay ang Ang resistensya ng mga metal ay tumataas sa pagtaas ng temperatura, habang para sa mga likido, sa kabaligtaran, bumababa.)

(Ang isang de-koryenteng circuit na binubuo ng isang rectifier, ammeter, voltmeter at electric lamp ay binuo sa demonstration table: 10 W, 220 V)

Sinusukat namin ang boltahe sa output ng rectifier, sinusubaybayan ng mga mag-aaral ang mga pagbabasa ng instrumento. Mga pagbabasa ng instrumento (kasalukuyan at boltahe na halaga) ay nakatala sa talahanayan

U,V	0	1	7	20	38	58	90
Ako, A	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2

Paano maipapaliwanag ang gayong pag-asa?

(Dahil sa pagtaas ng boltahe at kasalukuyang, tumataas ang temperatura ng filament ng lampara at tumataas ang resistensya nito, ang pag-asa ng kasalukuyang sa boltahe ay hindi linear.

Pinag-uusapan ng mga mag-aaral ang paggamit ng mga metal conductor, ang mga teknikal na aplikasyon ng electrolysis at iba't ibang uri ng gas discharge, ipaliwanag ang mga device ng vacuum diode at cathode ray tube, at magbigay ng mga halimbawa ng mga semiconductor device. Sa panahon ng kuwento, ang mga mag-aaral ay gumagamit ng mga talahanayang pang-edukasyon.)

Muli kaming kumbinsido na ang mga phenomena na ito ay maaaring ipaliwanag mula sa punto ng view ng electronic theory. Binanggit namin ang isang kababalaghan na hindi maipaliwanag ng klasikal na teoryang elektroniko. Ipaalala sa akin ang hindi pangkaraniwang bagay na ito.

(Ito ang phenomenon ng superconductivity.)

Tingnan natin muli ang mesa. (Appendix 2) Ang tuktok na linya ay sumasalamin sa mga eksperimento kung saan nalaman namin ang likas na katangian ng mga libreng carrier ng mga singil sa kuryente. Pagkatapos ay isinasaalang-alang namin ang mga pangunahing prinsipyo ng elektronikong teorya, na nagpapaliwanag ng mga sanhi ng paglitaw ng mga carrier ng singil, pati na rin ang mga katangian ng kasalukuyang boltahe. Sumunod, nalaman namin kung ano ang nakasalalay sa paglaban ng media. Nakumpleto namin ang paksa sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga tanong tungkol sa teknikal na aplikasyon ng electric current sa iba't ibang kapaligiran. Ang mga instrumento, teknikal na kagamitan at iba pang mga halimbawa ng praktikal na aplikasyon ng kasalukuyang sa iba't ibang kapaligiran ay batay sa paggamit ng mga konklusyon at kahihinatnan ng elektronikong teorya. Kaya, ang katotohanan ng mga teoretikal na kahihinatnan, at samakatuwid ang teorya mismo, ay nakumpirma sa eksperimento.

Konklusyon:

Matapos ulitin ang lahat ng tanong sa plano at punan ang talahanayan, muling susuriin ng mga mag-aaral ang materyal at gumawa ng konklusyon tungkol sa pagkakasunud-sunod kung saan nabuo ang siyentipikong kaalaman tungkol sa electric current sa iba't ibang media.

Upang mabuo ang aktibidad ng nagbibigay-malay ng mga mag-aaral, isinasagawa ang isang eksperimento sa pagpapakita. Batay sa mga resulta nito, ang isang graph ng kasalukuyang laban sa boltahe ay naka-plot. Inihambing ng mga mag-aaral ang nagresultang katangian ng kasalukuyang dumadaan sa isang maliwanag na lampara sa iba pang tinalakay kanina.

Takdang-Aralin: Buod ng Kabanata 10, p.200

Panitikan:

Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. Pisika: Teksbuk. Para sa ika-10 baitang. avg. paaralan - 3rd ed. Enlightenment, 1994.
P.I. Samoilenko, E.I. Ogorodnikova, G.I. Ryabovolov.– M.; "Mataas na Paaralan", 1984.
Modernong aralin sa pisika sa mataas na paaralan/ V.G. Razumovsky, L.S. Khizhnyakova, A.I. Arkhipova

at iba pa - M.; Enlightenment, 1983.

Agos ng kuryente sa mga metal

Ang mga metal ay mahusay na konduktor ng kuryente. Ito ay dahil sa kanilang panloob na istraktura. Ang lahat ng mga metal ay may mga panlabas na valence electron na mahinang nakagapos sa nucleus, at kapag ang mga atomo ay pinagsama sa isang kristal na sala-sala, ang mga electron na ito ay nagiging karaniwan, na kabilang sa buong piraso ng metal. Ang mga carrier ng singil sa mga metal ay .

mga electron

Ang mga electron sa mga metal, kapag inilagay sa isang electric field, ay gumagalaw na may pare-parehong average na bilis na proporsyonal sa lakas ng field.

Pag-asa ng paglaban ng konduktor sa temperatura

Habang tumataas ang temperatura, ang bilis ng thermal motion ng mga conduction electron ay tumataas, na humahantong sa isang pagtaas sa dalas ng mga banggaan sa mga ions ng kristal na sala-sala at, sa gayon, sa pagtaas ng paglaban. Superconductivity

Ang superconductivity ay isang quantum effect. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa mababang temperatura ang isang macroscopic na bilang ng mga electron ay kumikilos bilang isang bagay. Hindi nila maaaring ipagpalit ang mga bahagi ng enerhiya sa kristal na sala-sala na mas mababa sa kanilang nagbubuklod na enerhiya, kaya hindi nangyayari ang pagwawaldas ng thermal energy, na nangangahulugan ng kawalan ng paglaban.

Ang ganitong kumbinasyon ng mga electron ay posible kapag bumubuo sila ng mga pares ng bosonic (Cooper) - isang magkakaugnay na estado ng mga electron na may magkasalungat na mga spin at momenta.

Ang Meissner effect ay ang pag-aalis ng magnetic field mula sa isang superconductor. Ang mga undamped na alon ay umiikot sa loob ng konduktor sa isang superconducting na estado, na lumilikha ng magnetic field na kabaligtaran sa panlabas. Ang isang malakas na magnetic field ay sumisira sa superconductivity.

Agos ng kuryente sa mga likido

Mga electrolyte kaugalian na tumawag sa conducting media kung saan ang daloy ng electric current ay sinamahan ng paglipat ng bagay

Nang maabot ang katod, ang mga ion ng tanso ay na-neutralize ng labis na mga electron ng katod at nagiging mga neutral na atomo na idineposito sa katod. Ang mga chlorine ions, na umaabot sa anode, ay nagbibigay ng isang elektron bawat isa. Ang klorin ay inilabas sa anode sa anyo ng mga bula.

Ang batas ng electrolysis ay eksperimento na itinatag ng English physicist na si M. Faraday noong 1833 ( Batas ni Faraday)

m- masa ng purong sangkap na inilabas bilang resulta ng electrolysis

k- electrochemical na katumbas ng sangkap

Dito N A- Ang pare-pareho ni Avogadro, M = m 0 N A- molar mass ng sangkap,
F = eN A =96485 C/mol- pare-pareho ni Faraday

Ang pare-pareho ng Faraday ay katumbas ng numero sa singil na dapat ipasa sa electrolyte upang palabasin ang isang nunal ng monovalent substance sa electrode

Ang batas ni Faraday para sa electrolysis

Agos ng kuryente sa mga gas

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang lahat ng mga gas ay dielectrics, iyon ay, hindi sila nagsasagawa ng electric current. Ipinapaliwanag ng ari-arian na ito, halimbawa, ang malawakang paggamit ng hangin bilang isang insulating substance. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga switch at circuit breaker ay tiyak na batay sa katotohanan na sa pamamagitan ng pagbubukas ng kanilang mga contact sa metal, lumikha kami ng isang layer ng hangin sa pagitan ng mga ito na hindi nagsasagawa ng kasalukuyang.

Gayunpaman, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang mga gas ay maaaring maging conductor. Halimbawa, ang isang apoy na ipinasok sa espasyo sa pagitan ng dalawang metal disk (tingnan ang figure) ay nagiging sanhi ng galvanometer upang mapansin ang hitsura ng isang kasalukuyang. Ang konklusyon ay sumusunod: isang apoy, iyon ay, isang gas na pinainit sa isang mataas na temperatura, ay isang konduktor ng electric current.

Ang pag-init ay hindi lamang ang paraan upang gawing konduktor ang isang gas. Sa halip na apoy, maaaring gamitin ang ultraviolet o X-ray radiation, gayundin ang stream ng mga alpha particle o electron. Natukoy ng mga eksperimento na ang pagkilos ng alinman sa mga sanhi na ito ay humahantong sa ionization ng mga molekula ng gas.

Ang pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng mga gas ay tinatawag na gas discharge. Tiningnan lang natin ang isang halimbawa ng tinatawag na non-self-sustaining discharge. Tinatawag itong gayon dahil nangangailangan ito ng ilang uri ng ionizer upang mapanatili ito - apoy, radiation o isang stream ng mga sisingilin na particle. Ang mga eksperimento ay nagpapakita na kung ang ionizer ay aalisin, ang mga ion at mga electron sa lalong madaling panahon ay muling magsasama-sama (sabi nila: muling pagsasama-sama), muli na bumubuo ng mga de-koryenteng neutral na molekula. Bilang isang resulta, ang gas ay huminto sa pagsasagawa ng kasalukuyang, iyon ay, ito ay nagiging isang dielectric.

Independyente at hindi independiyenteng kondaktibiti ng mga gas

Upang makagawa ng isang gas conductive, kinakailangan sa isang paraan o iba pa na ipakilala dito o lumikha sa loob nito ng mga libreng carrier ng singil - mga sisingilin na particle. Sa kasong ito, posible ang dalawang kaso: alinman sa mga sisingilin na particle na ito ay nilikha sa pamamagitan ng pagkilos ng ilang panlabas na kadahilanan o ipinakilala sa gas mula sa labas - hindi independiyenteng kondaktibiti, o sila ay nilikha sa gas sa pamamagitan ng pagkilos ng electric field. mismong umiiral sa pagitan ng mga electrodes - independiyenteng kondaktibiti.

Sa kaso ng hindi self-sustained conductivity, sa maliliit na halaga ng U, ang graph ay mukhang isang tuwid na linya, i.e. Tinatayang nananatiling may bisa ang batas ng Ohm; Habang tumataas ang U, yumuko ang kurba nang may kaunting pag-igting at nagiging pahalang na tuwid na linya.

Nangangahulugan ito na simula sa isang tiyak na boltahe, ang kasalukuyang ay nananatiling pare-pareho sa kabila ng pagtaas ng boltahe. Ang pare-pareho, boltahe-independiyenteng halaga ng kasalukuyang ay tinatawag na kasalukuyang saturation.

Di-nakapagpapanatili sa sarili na paglabas ng gas - isang discharge na umiiral lamang sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na ionizer.

Habang tumataas ang boltahe, nangyayari ang impact ionization - ang kababalaghan ng pag-knock out ng mga electron mula sa mga neutral na molekula - ang bilang ng mga carrier ng singil ay tumataas tulad ng isang avalanche. Ang isang independiyenteng paglabas ay nangyayari.

Nagpapapanatili sa sarili ng paglabas ng gas - discharge na umiiral pagkatapos alisin ang mga panlabas na ionizer.

Mga prosesong nakakaapekto sa conductivity ng mga gas

Thermal ionization- kapag ang mga neutral na atom ay nagbanggaan, ang mga electron ay na-knock out at ang mga atom ay nagbabago sa mga positibong ion
Ionization sa pamamagitan ng radiation(photoionization) - ang pagkabulok ng isang atom sa isang electron at isang positibong ion sa ilalim ng impluwensya ng liwanag
Electron impact ionization- pag-knock out ng isang electron mula sa isang atom sa pamamagitan ng isang pinabilis na electron upang bumuo ng isang positibong ion
Pangalawang paglabas ng elektron mula sa cathode - pag-knock out ng mga electron mula sa katod sa pamamagitan ng mga positibong ion
Thermionic emission- paglabas ng mga electron sa pamamagitan ng pinainit na metal

Glow discharge: Sa isang presyon ng gas ng ilang tenths ng isang milimetro ng mercury, ang paglabas ay may isang tipikal na anyo, na ipinapakita sa eskematiko sa Fig. Ito ang kasalukuyang sa ionized gas, o mas tiyak sa low-temperature na plasma. Ang isang glow discharge ay nabuo kapag ang kasalukuyang pumasa sa isang discharged gas. Sa sandaling lumampas ang boltahe sa isang tiyak na halaga, ang gas sa prasko ay nag-ionize at lumiwanag. Ito ay mahalagang isang electric current hindi gaanong sa isang gas kundi sa isang plasma. Ang kulay ng gas (plasma) glow ay depende sa substance ng gas.

Paglabas ng spark: Sa isang sapat na mataas na lakas ng field (mga 3 MV/m), lumilitaw ang isang electric spark sa pagitan ng mga electrodes, na may hitsura ng isang maliwanag na kumikinang na paikot-ikot na channel na kumukonekta sa parehong mga electrodes. Ang gas na malapit sa spark ay umiinit hanggang sa isang mataas na temperatura at biglang lumaki, na nagiging sanhi ng paglitaw ng mga sound wave at nakakarinig tayo ng isang katangian na tunog ng kaluskos. Ito ay nangyayari sa ilalim ng normal na mga kondisyon, sa normal na presyon ng atmospera, tulad ng isang glow discharge na nangyayari bilang isang resulta ng gas ionization, ngunit sa mataas na boltahe, hindi tulad ng isang arc discharge, kung saan ang mataas na kasalukuyang density ay pangunahing mahalaga.

Paglabas ng Corona: nangyayari sa isang malakas na electric field na may mataas na intensity, sapat na upang maging sanhi ng ionization ng gas (o likido). Sa kasong ito, ang electric field ay hindi pare-pareho sa ilang mga lugar ang intensity ay mas malaki. Ang isang gradient (pagkakaiba) ng mga potensyal na patlang ay nabuo, at kung saan ang potensyal ay mas malaki, ang ionization ng gas ay nangyayari nang mas malakas, mas matindi, pagkatapos ang daloy ng mga ion ay umabot sa isa pang bahagi ng field, at sa gayon ay bumubuo ng isang daloy ng kuryente. Bilang isang resulta, ang isang corona gas discharge ng mga kakaibang hugis ay nabuo, depende sa geometry ng mga conductor - ang mga mapagkukunan ng lakas ng field.

Paglabas ng arko: ay kumakatawan sa isang electrical breakdown ng gas, na sa dakong huli ay nagiging isang permanenteng paglabas ng plasma - isang arko, isang electric arc ay nabuo. Ang isang arc discharge ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas mababang boltahe kaysa sa isang glow discharge. Pinananatili higit sa lahat dahil sa thermionic emission, kapag ang mga electron ay inilabas mula sa mga electrodes. Ang lumang pangalan para sa naturang arko ay "voltaic arc". Ang isang natatanging tampok ng naturang arko ay ang mataas na kasalukuyang density at mababang boltahe, na limitado ng kasalukuyang pinagmulan. Upang lumikha ng tulad ng isang arko, ang mga electrodes ay dinala nang mas malapit nang magkasama, ang isang pagkasira ay nangyayari, at pagkatapos ay lumipat sila.