Тліючий газовий розряд

41.

Если в цепи на носители тока действуют только силы электростатического поля, то происходит перемещение носителей (они предполагаются положительными) от точек с большим потенциалом к точкам с меньшим потенциалом. Это приведет к выравнива­нию потенциалов во всех точках цепи и к исчезновению электрического поля. Поэтому для существования постоянного тока необходимо наличие в цепи устройства, способ­ного создавать и поддерживать разность потенциалов за счет работы сил неэлект­ростатического происхождения. Такие устройства называютсяисточниками тока. Силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока, называютсясторонними.

Природа сторонних сил может быть различной. Например, в гальванических элементах они возникают за счет энергии химических реакций между электродами и электролитами; в генераторе — за счет механической энергии вращения ротора генератора и т. п. Роль источника тока в электрической цепи, образно говоря, такая же, как роль насоса, который необходим для перекачивания жидкости в гидравлической системе. Под действием создаваемого поля сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему на концах цепи поддерживается разность потенциалов и в цепи течет постоянный электрический ток.

Сторонние силы совершают работу по перемещению электрических зарядов.

28. Физи­ческая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при переме­щении единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (э.д.с. ), действующей в цепи: , где - эдс, Аст – сторонні сили, – заряд, - для замкненого кола, вимірюється в системі СІ у В (Вольтах).

29. Напряжением U на участке 1 — 2 называется физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторон­них сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи. ) – напруга на ділянці, вимірюється в В (Вольтах).

30. Ділянка кола на якій не має джерела струму називається однорідною, якщо ділянка кола містить джерело струму називається – неоднорідною. U=I·R – для однорідної ділянки кола, для неоднорідної ділянки кола.

31. где R — электрическое сопротивление проводника. Уравнение выражает закон Ома для однородного участка цепи (не содержащего источника тока): сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротив­лению проводника.

32. Величина называется электрической проводимостью проводника. Единица проводимости — сименс (См): 1 См — проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом.

Сопротивление проводников R (Ом) зависит от его размеров и формы, а также от матери­ала, из которого проводник изготовлен.

33. Для однородного линейного проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:

где r — коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника и называемый удельным электрическим сопротивлением (питомий електричний опір). Единица удельного элект­рического сопротивления — ом×метр (Ом×м). Наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро (1,6×10^–8 Ом×м) и медь (1,7×10^–8 Ом×м). На практике наряду с медными применяются алюминиевые провода. Хотя алюминий и имеет большее, чем медь, удельное сопротивление (2,6×10^–8 Ом×м), но зато обладает меньшей плотностью по сравнению с медью. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной электрической проводимостью вещества проводника. Ее едини­ца — сименс на метр (См/м).

34. закон Ома в дифференциальном форме, связывающий плотность тока в любой точке внутри проводника с напряженностью электрического поля в этой же точке. Это соотношение справедливо и для переменных полей.

I= = S; = j = G (сигма) Е – закон Ома в диф. форме.

35. Закон Ома для замкненого кола I = , де R – опір зовнішньої ділянки, r – опір внутрішньої ділянки. Коротке замикання, опір прямує до 0, – струм короткого замикання (відбувається нагрівання провідника). При проходженні струму короткого замикання сила якого перевищує допустимий струм, температура нагріву дроту різко підвищується і може досягнути небезпечних значень. Сила струму короткого замикання може бути від одиниць до сотень кілоампер. Струми короткого замикання викликають термічну і електродинамічну дію і супроводжуються різким зниженням напруги в електромережі. Струми короткого замикання можуть перегріти частини, що проводять струм і розплавити дроти (температура до 20 000°С)

36. изменение удельного сопротивления, а значит и сопротивления, с температурой описывается линейным законом: где r и r ₀, R и R ₀ — соответственно удельные сопротивления и сопротивления провод­ника при t =0°С, a — температурный коэффициент сопротивления, для чистых металлов (при не очень низких температурах) близкий к 1/273 К^–1. Следовательно, температур­ная зависимость сопротивления может быть представлена в виде где Т — термодинамическая температура. Качественный ход температурной зависимости сопротивления металла представлен на рис. 147 (кривая 1). Впоследствии было обнаружено, что сопротивление многих металлов (например, Al, Pb, Zn и др.) и их сплавов при очень низких температурах T_K (0,14—20 К), называемых критическими, характерных для каждого вещества, скачко­образно уменьшается до нуля (кривая 2), т. е. металл становится абсолютным провод­ником. Впервые это явление, названное сверхпроводимостью, обнаружено в 1911 г. Г. Камерлинг-Оннесом для ртути. Явление сверхпроводимости объясняется на основе квантовой теории. Практическое использование сверхпроводящих материалов (в об­мотках сверхпроводящих магнитов, в системах памяти ЭВМ и др.) затруднено из-за их низких критических температур.

37. работа тока выражается в джоулях, а мощность (потужність) — в ваттах. Виведення формул роботи: dA= U·dq; dq= I·dt; U= I·R =› елементарна робота: dA= U ·I·dt; dA= ·R·dt; dA= ; повна робота: A= UIt = ·R·t= . Потужність N= s w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> ; N=UI= ·R=

38. Если ток (струм) проходит по неподвижному металлическому проводнику, то вся работа тока идет на его нагревание и, по закону сохранения энергии, Таким образом получим: dQ= Rdt представляет собой закон Джоуля — Ленца, экспериментально уста­новленный независимо друг от друга Дж. Джоулем и Э. X. Ленцем.*

39. Правило вузлів ; ; Правило контурів ; Алгебраїчна сума добутків сил струмів= ввімкнений у даний контур; ;

40. Робота виходу — найменша кількість енергії, яку необхідно надати електрону для того, щоб вивести його з твердого тіла у вакуум. Робота виходу є характеристикою речовини. Як і будь-яку іншу енергетичну характеристику ії можна вимірювати в джоулях, але це непрактично. Зазвичай роботу виходу заведено вимірювати в електронвольтах (еВ). Одним із способів вимірювання роботи виходу електрона із матеріалів є метод Кельвіна, який ґрунтується на контактній різниці потенціалів та динамічному конденсаторі.Емісія електронів з металу може спостерігатися при певних умовах. Залишити метал можуть вільні електрони, якщо їм надати енергію, достатню для подолання електричних сил, що перешкоджають виходу.Негативно заряджені електрони притягаються до позитивно заряджених ядер атомів. У металах, частина електронів відносно вільна — не зв'язана із конкретними атомами. Проте ці електрони зв'язані із загальною структурою металу. Для виходу за межі твердого тіла електрон повинен подолати силу притягання позитивно зарядженої кристалічної ґратки. Тому для виходу з твердого тіла електрон повинен мати певну характерну для даного твердого тіла енергію.Робота виходу є важливою характеристикою металів, яка визначає, чи може такий метал бути гарним електродом. Лужні метали мають найменші роботи виходу, проте їхнє використання обмежене низькою стійкістю щодо корозії.

42. Термоелектронна емісія — явище зумовленого тепловим рухом вильоту електронів за межі речовини.Термоелектронна емісія суттєва для функціонування вакуумних ламп, в яких електрони випромінюються негативно зарядженим катодом. Для збільшення емісії катод зазвичай підігрівається ниткою розжарення.

Суттєво впливає на величину струму емісії зовнішнє електричне поле, яке діє біля поверхні катода. Це явище отримало назву ефекта Шотткі. На електрон, що виходить із катода, при наявності зовнішнього електричного поля діють дві сили — електричного тяжіння, яка повертає електрон назад, і зовнішнього поля, що пришвидшує електрон у напрямі від поверхні катода. Таким чином, зовнішнє електричне поле зменшує потенційний бар'єр, внаслідок чого знижується робота виходу електронів із катода і збільшується електронна емісія.

Вплив зовнішнього пришвидшуючого поля особливо сильно проявляється у напівпровідникових катодах з поверхневим покриттям оксидами лужноземельних металів. Напівпровідникові катоди мають шершаву поверхню, тому значно зростає напруженість зовнішнього електричного поля біля нерівностей поверхні, що викликає інтенсивніший ріст струму емісії.

43. Термоелектричні явища — ряд явищ, які пов'язують між собою електричний струм та потоки тепла в речовинах і контактах між ними.

До термоелектричних явищ належать:

Ефект Зеебека — виникнення електрорушійної сили в неоднорідно нагрітому провіднику.

Ефект Пельтьє — нагрівання чи охолодження контакту двох провідників при проходженні через нього електричного струму.

Ефект Томсона — виділення або поглинання тепла при проходженні електричного струму через неоднорідно нагрітий провідник.

Термоелектричні явища широко використовуються в техніці. Термопари застосовуються для вимірювання температури, а також для прямого перетворення тепла в електрику в тих випадках, коли доцільно уникнути рухомих деталей (наприклад, у космос)і. Поглинання тепла при проходженні електричного струму через контакт використовується в холодильниках тощо.

44. Разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным.

Разряды, существующие только под действием внешних ионизаторов, называются несамостоятельными.

Тліючий розряд широко використовується в техніці. Так як світіння позитивного стовпа має характерний для кожного газу колір, то його використовують в газосвітних трубках для написів і реклам, що світяться, (наприклад, неонові газорозрядні трубки дають червоне свічення, аргонові - синювато-зелене). У лампах денного світла, більш економічних, ніж лампи розжарювання, випромінювання тліючого розряду, яке походить в парах ртуті, поглинається нанесеною на внутрішню поверхню трубки флуоресціюючою речовиною (люмінофором), що починає під впливом поглинутого випромінювання світитися.

Дата добавления: 2015-04-23