Електрически ток в различни среди. Електричен ток във вакуум Изтеглете презентация електрически ток във вакуум

слайд 1

Във вакуума няма заредени частици и следователно той е диелектрик. Тези. необходимо е да се създадат определени условия, които ще помогнат за получаване на заредени частици. Свободните електрони се намират в металите. При стайна температура те не могат да напуснат метала, защото се държат в него от силите на кулоновото привличане от положителните йони. За да преодолее тези сили, електронът трябва да изразходва определена енергия, която се нарича работа на работа. Енергия, по-голяма или равна на работната функция, може да бъде получена от електрони, когато металът се нагрее до високи температури. Изработено от ученици 10 А Иван Трифонов Павел Романко

слайд 2


Когато металът се нагрее, броят на електроните с кинетична енергия, повече работапродукцията се увеличава, така че повече електрони излитат от метала. Излъчването на електрони от металите при нагряване се нарича термоемисия. За осъществяване на термоемисия като един от електродите се използва тънка телена нишка от огнеупорен метал (нишка). Нишка, свързана към източник на ток, се нагрява и електроните излитат от нейната повърхност. Излъчените електрони влизат в електрическото поле между двата електрода и започват да се движат в посока, създавайки електрически ток. Феноменът на термоелектронната емисия е в основата на принципа на работа на електронните тръби: вакуумен диод, вакуумен триод. Електрически ток във вакуум Вакуумен диод Вакуумен триод

слайд 3

Вакуум

Вакуумът е силно разреден газ, в който свободният път на частиците (от сблъсък до сблъсък) е по-голям от размера на съда - електрическият ток е невъзможен, т.к. възможният брой йонизирани молекули не може да осигури електрическа проводимост; - възможно е да се създаде електрически ток във вакуум, ако се използва източник на заредени частици; - действието на източник на заредени частици може да се основава на явлението термионна емисия .

слайд 4

Термионна емисия (TEE)

Термоелектронна емисия (ефект на Ричардсън, ефект на Едисон) - феноменът на изтегляне на електрони от метал при висока температура. - това е излъчването на електрони от твърди или течни тела, когато те се нагряват до температури, съответстващи на видимото сияние на горещ метал.Нагретият метален електрод непрекъснато излъчва електрони, образувайки електронен облак около себе си.В равновесно състояние числото електроните, които са напуснали електрода, е равен на броя на електроните, които са се върнали към него (тъй като електродът е положително зареден, когато електроните се загубят). Колкото по-висока е температурата на метала, толкова по-висока е плътността на електронния облак.

слайд 5

вакуумен диод

Електрическият ток във вакуум е възможен в електронните лампи Електронната лампа е устройство, в което се прилага явлението термоелектронна емисия.

слайд 6

Подробна структура на вакуумен диод

Вакуумният диод е двуелектродна (А-анод и К-катод) електронна лампа. Вътре в стъкления контейнер се създава много ниско налягане H - нишка, поставена вътре в катода, за да го нагрява. Повърхността на нагрятия катод излъчва електрони. Ако анодът е свързан към + на източника на ток, а катодът към -, тогава във веригата протича постоянен термоелектронен ток. Вакуумният диод има еднопосочна проводимост. Тези. ток в анода е възможен, ако анодният потенциал е по-висок от потенциала на катода. В този случай електроните от електронния облак се привличат към анода, създавайки електрически ток във вакуум.

Слайд 7

Волт-амперна характеристика на вакуумен диод.

Зависимостта на силата на тока от напрежението се изразява с кривата OABCD. Когато се излъчват електрони, катодът придобива положителен заряд и следователно задържа електрони близо до него. При липса на електрическо поле между катода и анода, излъчените електрони образуват електронен облак на катода. Тъй като напрежението между анода и катода се увеличава, повече електрони се втурват към анода и следователно токът се увеличава. Тази зависимост се изразява чрез участъка от графиката на OAB. Раздел AB характеризира пряката зависимост на тока от напрежението, т.е. в интервала на напрежение U1 - U2 се изпълнява законът на Ом. Нелинейната зависимост в участъка BCD се обяснява с факта, че броят на електроните, които се устремяват към анода, става по-голям от броя на електроните, които излизат от катода. Когато достатъчно голямо значениенапрежение U3, всички електрони, излъчени от катода, достигат до анода и електрическият ток достига насищане.

Слайд 8

Ток-напрежение на вакуумен диод.

За изправяне на променлив ток се използва вакуумен диод. Като източник на заредени частици можете да използвате радиоактивен препарат, който излъчва α-частици.Под въздействието на силите на електрическото поле α-частиците ще се движат, т.е. ще възникне електрически ток. По този начин електрическият ток във вакуум може да бъде създаден чрез подреденото движение на всякакви заредени частици (електрони, йони).

Слайд 9

електронни лъчи

Свойства и приложение: Попадайки върху телата предизвикват тяхното нагряване (електронно разтопяване във вакуум) Отклоняват се в електрически полета; Отклоняват се в магнитни полета под действието на силата на Лоренц; Когато лъч, падащ върху вещество, се забавя, се произвеждат рентгенови лъчи; Предизвиква светене (луминесценция) на някои твърди и течни тела (луминофори); е поток от бързо летящи електрони във вакуумни тръби и газоразрядни устройства.

Слайд 10

Катодна тръба (CRT)

Използват се явленията на термоелектронната емисия и свойствата на електронните лъчи. CRT се състои от електронен пистолет, хоризонтални и вертикални отклоняващи електродни плочи и екран.В електронния пистолет електроните, излъчени от нагрятия катод, преминават през електрода на управляващата решетка и се ускоряват от анодите. Електронният пистолет фокусира електронния лъч в точка и променя яркостта на сиянието на екрана. Отклоняващите хоризонтални и вертикални плочи ви позволяват да преместите електронния лъч на екрана до всяка точка на екрана. Екранът на тръбата е покрит с луминофор, който свети при бомбардиране с електрони. Има два вида тръби: 1) с електростатично управление на електронния лъч (отклоняване на електронния лъч само от електрическото поле); 2) с електромагнитно управление (добавени са магнитни отклоняващи намотки).

слайд 11

Електроннолъчева тръба

Приложение: в телевизионни кинескопи В осцилоскопи В дисплеи

слайд 12

Вижте всички слайдове

1 слайд

Презентация по физика на тема: Попълнено от ученици от 10Б клас: Архипова Е. Асиновская В. Ричкова Р.

2 слайд

Вакуумметри Когато изучаваме електрически явления, ще трябва да прецизираме определението за вакуум. Вакуумът е състояние на газ в съд, при което молекулите летят от една стена на съда към друга, без изобщо да се сблъскват една с друга.

3 слайд

Същността на явлението ПЪРВАТА НАЖЕМАНА ЛАМПА - копие на лампата, изобретена от Т. Едисон през 1879 г. Ако два електрода се поставят в запечатан съд и въздухът се отстранява от съда, тогава електрически ток не възниква във вакуум - няма носители на електрически ток. Американският учен Т. А. Едисон (1847-1931) открива през 1879 г., че във вакуумна стъклена колба може да възникне електрически ток, ако един от електродите в нея се нагрее до висока температура. Феноменът на излъчване на свободни електрони от повърхността на нагрети тела се нарича термоелектронна емисия.

4 слайд

Термионна емисия На фигурата можете да видите, че диодът е подобен на обикновена лампа с нажежаема жичка, но в допълнение към волфрамова жичка "K" (катод), той също съдържа допълнителен електрод "A" (анод) в горната част част. Въздухът се евакуира от стъклената колба на диода до състояние на дълбок вакуум. Диодът е свързан последователно във верига, състояща се от амперметър и източник на ток (на фигурата са показани само неговите клеми "+" и "–"). Термионна емисия. Нарича се явлението излъчване на електрони от нагрети тела. За да се запознаем с това явление, нека разгледаме експеримент със специална електронна тръба - вакуумен диод.

5 слайд

Графично обозначение на вакуумен диод Триелектродни лампи - триоди. Триодът се различава от диода по наличието на трети електрод - контролна решетка, която е направена под формата на телена спирала, поставена в пространството между катода и анода. За да се намали пропускателната способност, са създадени четириелектродни лампи - тетроди Диоди, Триоди, Тетроди

6 слайд

Приложение Електрическите токове във вакуум имат най-широк обхват. Това са без изключение радиолампи, ускорители на заредени частици, масспектрометри, микровълнови генератори на вакуум, като магнетрони, лампи с бягаща вълна и др. Лампа с пътуваща вълна Радиолампа 1 - катодна нагревателна жичка; 2 - катод; 3 - управляващ електрод; 4 - ускоряващ електрод; 5 - първият анод; 6 - втори анод; 7 - проводимо покритие (avodag); 8 - намотки на вертикално отклонение на гредата; 9 - намотки на хоризонтално отклонение на лъча; 10 - електронен лъч; 11 - екран; 12 - изход на втория анод. Кинескоп

ТЕРМОЕЛЕКТРОННА ЕМИСИЯ. Чрез изпомпване на газ от съд (тръба) е възможно да се достигне неговата концентрация, при която газовите молекули имат време да летят от една стена на съда до друга, без изобщо да се сблъскват една с друга. Това състояние на газ в тръба се нарича вакуум. Проводимостта на междуелектродната междина във вакуум може да се осигури само чрез въвеждане на източник на заредени частици в тръбата.

ТЕРМОЕЛЕКТРОННА ЕМИСИЯ. Термионна емисия. Най-често действието на такъв източник на заредени частици се основава на свойството на нагретите до висока температура тела да излъчват електрони. Този процес се нарича термоелектронна емисия. Може да се разглежда като изпаряване на електрони от металната повърхност. За много твърди вещества термоелектронното излъчване започва при температури, при които изпарението на самото вещество все още не се извършва. Такива вещества се използват за производството на катоди.

ЕДНОСТРАННА ПРОВОДИМОСТ. Еднопосочна проводимост. Феноменът на термоелектронната емисия води до факта, че нагрятият метален електрод, за разлика от студения, непрекъснато излъчва електрони. Електроните образуват електронен облак около електрода. Електродът е положително зареден и под въздействието на електрическото поле на заредения облак, електроните от облака частично се връщат към електрода.

ЕДНОСТРАННА ПРОВОДИМОСТ. В равновесно състояние броят на електроните, напускащи електрода за секунда, е равен на броя на електроните, които се връщат към електрода през това време. Колкото по-висока е температурата на метала, толкова по-висока е плътността на електронния облак. Разликата в температурите на горещите и студените електроди, запоени в съд, от който се евакуира въздух, води до едностранно провеждане на електрически ток между тях.

ЕДНОСТРАННА ПРОВОДИМОСТ. Когато електродите са свързани към източник на ток, между тях възниква електрическо поле. Ако положителният полюс на източника на ток е свързан към студен електрод (анод), а отрицателният полюс е свързан към нагрят (катод), тогава векторът на силата на електрическото поле е насочен към нагрятия електрод. Под действието на това поле електроните частично напускат електронния облак и се придвижват към студения електрод. Електрическата верига е затворена и в нея се установява електрически ток. При обратната полярност на източника силата на полето е насочена от нагрятия електрод към студения. Електрическото поле отблъсква електроните на облака обратно към нагретия електрод. Веригата е отворена.

ДИОД. Диод. Еднопосочната проводимост беше широко използвана по-рано в електронни устройства с два електрода - вакуумни диоди, които, подобно на полупроводникови диоди, служеха за коригиране на електрически ток. Въпреки това, в момента вакуумните диоди практически не се използват.

„Законът за запазване на импулса на тялото” – Man. Закон за запазване на импулса. Система от взаимодействащи тела. Да се ​​изследва "инерцията на тялото". Природата. инерция на тялото. Разрешаване на проблем. Сборник задачи. Мотивация за усвояване на нов материал. Посока на импулса. План за изучаване на физическа величина. Графична интерпретация. Връзка на физиката с други науки. Да разгледаме система от две взаимодействащи тела. Експериментално потвърждение на закона. Нютон. Изпълнете чертеж.

"Свойства на течностите" - Angle? наречен ръбов ъгъл. Овлажняващите течности се издигат през капилярите, а немокрящите се спускат. Но водата, например, не мокри мазни повърхности. И обратно: течности, които не мокрят капиляра, ще потънат в него (стъкло и живак). Меркурий, напротив, ще падне под нивото в купата (дясна фигура). Водата почти напълно намокря чистата стъклена повърхност. Оказва се, че сме конструирали "работещ модел" на капиляра.

"Проводимост на полупроводници" - Разгледайте електрическия контакт на два полупроводника. Различните вещества имат различни електрически свойства. Проводимост на веществата. Схема на полувълнов токоизправител. Собствена проводимост. Полупроводникови устройства. Въпроси за контрол. Собствена проводимост на полупроводниците. Използването на полупроводникови диоди. Примесна проводимост на полупроводници. Въпроси. Полупроводников диод и неговото приложение.

"Използване на атома" - Принципът на получаване на ядрена енергия. "Атом" мирен или военен. Мирен атом в полза на човечеството. Радиоизотопна диагностика в медицината. Ядрен ледоразбивач. Схема на работа на атомна електроцентрала. реактор на МИФИ. Ядрена медицина. Мирен "атом". Най-големите атомни електроцентрали в Русия.

"Алтернативни горива" - Слънчева енергия. Съвременни заместители на гориво. Алтернативни горива. Биогориво. Електричество. Водород. Алкохол. Нашето настояще. Процес на рециклиране на отпадъци. Въздух под налягане. Видове гориво.

"Импулсът на тялото и импулсът на силата" - Законът за запазване на импулса. ЖП вагон. Законът за запазване на импулса на примера на сблъсък на топки. Понятието импулс на тялото. Учене на нов материал. Запазване. организационен етап. Обобщаване. Промяна в инерцията на тялото. Силов импулс. Затвърдяване на изучения материал. инерция на тялото. Задача. Демонстрация на закона за запазване на импулса.

1 слайд

2 слайд

3 слайд

Електрически свойства на веществата Проводници Полупроводници Диелектрици Провеждат добре електрически ток Те включват метали, електролити, плазма ... Най-използваните проводници са Au, Ag, Cu, Al, Fe ... Практически не провеждат електрически ток Те включват пластмаси, каучук, стъкло, порцелан, сухо дърво, хартия ... Заемат междинно място по проводимост между проводници и диелектрици Si, Ge, Se, In, As Различните вещества имат различни електрически свойства, но те могат да бъдат разделени на 3 основни групи според електропроводимостта : Вещества

4 слайд

5 слайд

Естеството на електрическия ток в металите 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 постоянно 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 случайното движение на електроните в метала е много по-голяма от скоростта на молекулите в газа (тя е приблизително 105 m/s). Електрически ток в металите

6 слайд

Опитът на Папалекси-Манделщам Описание на експеримента: Цел: да разберете каква е проводимостта на металите. Монтаж: намотка на прът с плъзгащи се контакти, закрепена към галванометър. Ходът на експеримента: намотката се върти с висока скорост, след което внезапно спира и стрелката на галванометъра се изхвърля. Заключение: проводимостта на металите е електронна. Електрически ток в металите

7 слайд

Металите имат кристална структура. Положителните йони са разположени във възлите на кристалната решетка, извършвайки топлинни вибрации близо до равновесното положение, а свободните електрони се движат произволно в пространството между тях. Електрическото поле ги информира за 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 в ред. - - - - - - - - - - Електрически ток в металите

8 слайд

Зависимост на съпротивлението на проводника от температурата С повишаване на температурата съпротивлението на проводника се увеличава. Коефициентът на съпротивление е равен на относителното изменение на съпротивлението на проводника при нагряване с 1K. Електрически ток в металите

9 слайд

Вътрешна проводимост на полупроводници Примесна проводимост на полупроводници p – n преход и неговите свойства

10 слайд

Полупроводници Полупроводниците са вещества, чието съпротивление намалява с повишаване на температурата Собствена проводимост на полупроводниците Примесна проводимост на полупроводниците p - n преход и неговите свойства Електрически ток в полупроводниците

11 слайд

Вътрешна проводимост на полупроводници Разгледайте проводимостта на полупроводници на базата на силиций Si. Силицият е химичен елемент с 4 валентности. Всеки атом има 4 електрона във външния електронен слой, които се използват за образуване на двойни електронни (ковалентни) връзки с 4 съседни атома. При нормални условия (ниски температури) в полупроводниците няма свободни заредени частици, така че полупроводникът не провежда електрически ток Si Si Si Si Si - - - - - - - - Електричен ток в полупроводници

12 слайд

Помислете за промените в полупроводника с повишаване на температурата. С повишаването на температурата енергията на електроните се увеличава и някои от тях напускат връзките, превръщайки се в свободни електрони. На тяхно място са некомпенсирани електрически заряди (виртуални заредени частици), наречени дупки. Si Si Si Si Si - - - - - - + свободна електронна дупка + + - - Електрически ток в полупроводници

13 слайд

По този начин електрическият ток в полупроводниците е подредено движение на свободни електрони и положителни виртуални частици - дупки Зависимост на съпротивлението от температурата R (Ohm) t (0C) метал R0 полупроводник С повишаване на температурата се увеличава броят на свободните носители на заряд, проводимостта на полупроводниците се увеличава, съпротивлението намалява. Електрически ток в полупроводниците

14 слайд

Донорни примеси Присъщата проводимост на полупроводниците е очевидно недостатъчна за техническото приложение на полупроводниците. Следователно, за да се увеличи проводимостта, примесите (допинг) се въвеждат в чисти полупроводници, които са донор и акцептор Si Si - - - As - - - Si - Si - - При допиране на 4-валентен силиций Si с 5-валентен арсен As, един от 5-те електрона на арсена става свободен. Както и положителен йон. Няма дупки! Такъв полупроводник се нарича n-тип полупроводник, основните носители на заряд са електрони, а примесът на арсен, който дава свободни електрони, се нарича донор. Електрически ток в полупроводниците

15 слайд

Акцепторни примеси Такъв полупроводник се нарича полупроводник от p-тип, основните носители на заряд са дупки, а индиевият примес, който дава дупки, се нарича акцептор. образува се дупка Основата дава електрони и дупки в равен брой. Примеси - само дупки. Si - Si - In - - - + Si Si - - Електрически ток в полупроводници

16 слайд

17 слайд

Дестилираната вода не провежда електричество. Нека поставим кристал от готварска сол в дестилирана вода и след леко разбъркване на водата затворете веригата. Ще открием, че крушката свети. Когато солта се разтваря във вода, се появяват свободни носители на електрически заряди. Електрически ток в течности

18 слайд

Как възникват безплатните носители на заряд? Когато кристалът се потопи във вода до положителните натриеви йони, разположени на повърхността на кристала, водните молекули се привличат от техните отрицателни полюси. Към отрицателните хлорни йони водните молекули обръщат положителни полюси. Електрически ток в течности

19 слайд

Електролитната дисоциация е разграждането на молекули в йони под действието на разтворител. Само йони са подвижни носители на заряд в разтвори. Течен проводник, в който само йони са подвижни носители на заряд, се нарича електролит. Електрически ток в течности

20 слайд

Как протича токът през електролит? Спускаме плочите в съда и ги свързваме към източника на ток. Тези пластини се наричат ​​електроди. Катодът е пластина, свързана към отрицателния полюс на източника. Анод - плоча, свързана с положителния полюс на източника. Електрически ток в течности

21 слайд

Под действието на силите на електрическото поле положително заредените йони се придвижват към катода, а отрицателно заредените йони към анода. На анода отрицателните йони даряват допълнителните си електрони, а на катода положителните йони получават липсващите електрони. Електрически ток в течности

22 слайд

Електролиза В катода и анода се отделят вещества, които са част от електролитния разтвор. Преминаването на електрически ток през електролитен разтвор, придружено от химически трансформациивещество и освобождаването му върху електродите се нарича електролиза. Електрически ток в течности

23 слайд

Законът за електролизата Масата m на веществото, освободено върху електрода, е право пропорционална на заряда Q, който е преминал през електролита: m = kQ = kIt. Това е законът на електролизата. Стойността на k се нарича електрохимичен еквивалент. Експериментите на Фарадей показаха, че масата на веществото, освободено по време на електролиза, зависи не само от големината на заряда, но и от вида на веществото. Електрически ток в течности

24 слайд

25 слайд

Газовете в нормално състояние са изолатори, тъй като се състоят от електрически неутрални атоми и молекули и следователно не провеждат електричество. Изолационните свойства на газовете се обясняват с факта, че атомите и молекулите на газовете в естественото им състояние са неутрални незаредени частици. Оттук става ясно, че за да се направи един газ проводим, е необходимо по един или друг начин да се въведат в него или да се създадат в него свободни носители на заряд - заредени частици. В този случай са възможни два случая: или тези заредени частици се създават от действието на някакъв външен фактор или се въвеждат в газа отвън - несамостоятелна проводимост, или се създават в газа от действието на самото електрическо поле, което съществува между електродите – самопроводимост. Електричен ток в газове Електричен ток в газове

26 слайд

Проводници могат да бъдат само йонизирани газове, които съдържат електрони, положителни и отрицателни йони. Йонизацията е процес на отделяне на електрони от атоми и молекули. Йонизацията възниква под въздействието на високи температури и различни лъчения (рентгенови, радиоактивни, ултравиолетови, космически лъчи), поради сблъсък на бързи частици или атоми с атоми и молекули на газове. Получените електрони и йони правят газа проводник на електричество. Йонизационни процеси: електронен удар термична йонизация фотойонизация Електрически ток в газовете

27 слайд

Видове самоподдържащи се разряди В зависимост от процесите на образуване на йони в разряда при различни газови налягания и напрежения, приложени към електродите, се разграничават няколко вида самоподдържащи се разряди: тлееща искра коронна дъга Електрически ток в газове

28 слайд

Тлеещ разряд Тлеещият разряд възниква при ниско налягане (във вакуумни тръби). Разрядът се характеризира с голяма напрегнатост на електрическото поле и съответен голям спад на потенциала в близост до катода. Може да се наблюдава в стъклена тръба с плоски метални електроди, запоени в краищата. В близост до катода има тънък светещ слой, наречен катоден светещ филм Електрически ток в газове