Ток в металлах, электролитах и газах

4.1 Проводники первого рода – металлы – представляют собой кристалли-ческую решетку в узлах которой колеблются положительные ионы, а в про-межутках движутся свободные электроны. Опыты показывают, что при прохождении электрического тока через металл атомы не перемещаются.

	Электрический ток пропускали по цепи, в которой было
три цилиндра – два медных и один алюминиевый. Через контакты прошло больше 3·10кулон, но проникновение ато-
мов одного металла в другой обнаружено не было, сво-
бодными зарядами в металле являются не ионы. Свободны
ми носителями зарядов оказались электроны, что также бы
ло выяснено на опыте. Электроны металлов участвуют в
хаотическом движении, равновероятном во всехнаправ-
лениях. При наложении внешнего поля электроны начи-
нают дрейфовать в сторону, противоположную напряжен-
ности поля. Кроме хаотического они теперь совершают
направленное движение, представляющее собой электри-
ческий ток. Средняя скорость этого движения мала – при-

мерно несколько миллиметров в секунду. Скорость тока порядка скорости света.

Скорость тока – это скорость распространения электрического поля (проводник длиной в несколько метров, электрон, участвующий в постоянном токе пройдет за несколько минут). Сигнал же от одного конца до другого провода идет примерно 10 нс.

Проводимость металла называется электронной. Движение электронов в металлах подчиняется не законам классической механики, а законам квантовой механики.

4.2 Электролитами называют вещества растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Это растворы солей, кислот и щелочей в воде или других жидкостях, а также расплавы солей. Под действием растворителя молекулы электролитов распадаются на положительные и отрицательные ионы. При наложении электрического поля они приходят в направленное движение – «-» ионы устремляются к аноду (против поля). «+» к катоду (по полю). То есть, электрический ток в электролитах создается за счет «+» и «-» ионов – ионная проводимость.

С повышением температуры возрастает как подвижность ионов, так и их концентрация, соответственно, сопротивление электролита уменьшается.

4.3 В обычном состоянии газы являются изоляторами. Для того чтобы газ начал проводить электрический ток, его надо ионизировать. Ионизация газа может проходить за счет нагревания, а так же под действием различных излучений – рентгеновского, радиоактивного, ультрафиолетового и других. Под воздействием внешнего ионизатора образуются носители заряда - «+» и «-» ионы и свободные электроны. Электрический ток, протекающий через газ, называется газовым разрядом. При помещении ионизированного газа в электрическое поле возникает электрический ток. В слабых полях ток подчиняется закону Ома, с усилением поля зависимость становится нелинейной.

Дата добавления: 2014-01-04