Электрический ток в электролитах

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ

Лекция 11

Основная

1. Грабовский Р.И. Курс физики. 6-е изд. – СПБ.: Издательство «Лань», 2002.- 608 с - / Учебники для вузов. Специальная литература. Формирование научных понятий в условиях глобализации образования (монография). Монография. Саратов: Изд-во ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2004. 232 с.

2. Пронин В.П. – краткий курс физики. Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.

Дополнительная

1. Рогачев Н.М. Курс физики. Учебное пособие// С.-Петербург: Издательство «Лань», 2010г.- 448с. 1000 экз.

2. Пронин В.П. Практикум по физике: уч. пособия / В.П. Пронин.- 2-е изд. Пронин В.П. – краткий курс физики. Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.

Электролиты относятся к проводникам второго рода. Электролиты вещества – растворы и расплавы которых в воде и других жидкостях проводят электрический ток. К ним относятся соли, кислоты, щелочи. Носителями заряда в электролитах являются ионы.

Молекулы электролита и растворители являются дипольными. Дипольную молекулу электролита окружают молекулы растворителя.

Молекулы растворителя разрывают молекулу электролита, в результате чего, образуется два иона, этот процесс называется электролитической диссоциацией.

В отсутствии электрического поля ионы движутся хаотично. Под действием электрического поля, катионы будут двигаться в направлении, совпадающем с направлением электрического поля (от + до -), а анионы будут двигаться противоположную сторону. Таким образом, электрический ток, в электролитах представляет собой встречное движение разноименно заряженных ионов.

Заряд иона можно выразить через его валентность.

q=ez

z- валентность иона

q- заряд иона общий

e- электрон= 1.6 * 10^-19 Кл.

Так как концентрация и заряд положительных и отрицательных ионов одинаковы можно записать

q₊ n₊ = q_- n_- = qn = lzn

j= lzn (V₊ + V_-)

Ионы, движутся, упорядочено под действием электрической силы F.

А препятствует движению ионов сила сопротивления со стороны жидкости, определяемая по закону Стокса.

При равномерном движении иона:

где, - вязкость жидкости; - радиус иона

- скорость иона

- удельная проводимость электролита (j)

- закон Ома для электролитов

Зависимость сопротивления электролитов от температуры.

С увеличением температуры сопротивление электролитов уменьшается, т.к. уменьшается вязкость жидкости, увеличивается подвижность ионов и концентрация ионов.

Явление оседания на электродах продуктов распада раствора электролита при прохождении через него электрического тока называется электролизом.

1.2.Электрический ток в полупроводниках. Полупроводниковые приборы .

К полупроводникам относятся материалы проводимость, которых больше, чем у диэлектриков, поменьше, чем у проводников. К полупроводникам относят кремний (Si), фосфор(P), германий (Ge), индий (In), мышьяк (As).

Полупроводники имеют ряд особенностей:

1. Электрический ток в полупроводниках обусловлен как движением свободных электронов, так и движением связанных электронов, так называемых дырок. Поэтому различают электронную и дырочную проводимости. Место, покинутое электронами условно положительно заряжено – дырка. Полупроводники, имеющие преимущественно электронную проводимость, называются полупроводниками (-)n-типа. Полупроводники, имеющие преимущественно дырочную проводимость, называются полупроводниками (+)р-типа.

2. Проводимость полупроводников очень сильно зависит от температуры, эта зависимость в десятки раз больше, чем у металлов. С увеличением температуры проводимость полупроводников увеличивается, а сопротивление уменьшается, т.к. увеличивается количество пар носителей зарядов ē и дыр.

3. Проводимость полупроводников сильно зависит от примесей и называется примесной проводимостью. Проводимость чистых полупроводников совсем невелика, чтобы увеличить проводимость к чистому полупроводнику добавляют примесь.

рис.44

Примесь может увеличить во много раз либо число свободных электронов, либо дырок. В первом случае (рис.44(а)) примесь выполняет роль донора (отдает электроны) – проводимость n – типа, а во втором (рис.44(б)) – роль акцептора (отбирает электроны) – проводимость р – типа.

Дата добавления: 2014-01-06