- •1)Виды заряда!! Закон сохранения!! Инвариантность и дискретность заряда!!!
- •2) Закон кулона!! Напряженность электрического поля!! Напряженность поля точечного заряда!!принцип суперпозиции и его применение к расчету электрических полей!!
- •4) Потенциальный характер электростатического поля!! Разность потенциалов!!
- •6) Распределение зарядов на проводнике!!! Электрическое поле у поверхности проводника!! Электроемкость проводника!!
- •7)Конденсатор!!! Электроемкость конденсатора!! Соединение конденсаторов!!
- •8)Электрический диполь и его поведение во внешнем однородном и неоднородном полях!!!
- •9)Поляризация диэлектриков!! Вектор поляризации!! Электрическое поле при наличии диэлектрика!! Связанные заряды!! Вектор электрического смещения!!!
- •10)Энергия заряженного конденсатора!! Энергия электрического поля и ее плотность!!!
- •11) Электрический ток и его хар-ки!! Закон Ома для участка цепи!! Дифферецальная форма закона Ома!!!
- •12)Работа и мощность в цепи постоянного тока!! Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференцальной форме!!!
- •13)Сторонние силы!! Электродвижущая сила источника тока!!закон Ома для участка цепи содержащей эдс и для замкнутой цепи!!!
- •14)Мощность и кпд источника постоянного тока!!!
- •15)Разветвленные цепи!! Правила Кирхгофа и их применение!!!
- •16)Электрический ток в газах!! Газовые заряды!!!
- •17)Электрический ток в электролитах!! Законы электролиза!! Практическое применение электролиза!!!
- •18)Основные особенности магнитного поля!! Рамка с током!! Направления магнитного поля!!!
- •19)Вектор индукции магнитного поля!! Связь между вектором магнитной индукции и напряженностью!!!
- •20) Принцип суперпозиции для магнитных полей!! Закон Био-Савара-Лапласа!! Магнитное поле кругового тока и соленоида!!!
- •21) Закон Ампера!! Взаимодействие параллельных токов!!!
- •22)Магнитное поле свободнодвижущегося заряда!! Сила Лоренца и ее проявление и применение!!!
- •23)Теорема полного тока и ее применение к расчету магнитных полей!!!
- •24)Поток вектора магнитной индукции!! Теорема гаусса для магнитного поля!!!
- •25)Явление электромагнитной индукции!! Закон Фарадея и правило Ленца!! эдс индукции в движущихся проводниках!!!
- •26)Индуктивность контура!!Взаимо и самоиндукция!! эдс самоиндукции!!!
16)Электрический ток в газах!! Газовые заряды!!!
В газах существуют несамостоятельные и самостояг тельные электрические разряды.
Явление протекания электрического тока через газ, наблюдаемое только при условии какого-либо внешнего воздействия на газ, называется несамостоятельным электрическим разрядом. Процесс отрыва электрона от атома называется ионизацией атома. Минимальная энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома, называется энергией ионизации. Частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов одинаковы, называется плазмой.
Носителями электрического тока при несамостоятельном разряде являются положительные ионы и отрицательные электроны. Вольт-амперная характеристика представлена на рис. 54. В области ОАВ - несамостоятельный разряд. В области ВС разряд становится самостоятельным.
При самостоятельном разряде одним из способов ионизации атомов является ионизация электронным ударом. Ионизация электронным ударом становится возможна тогда, когда электрон на длине свободного пробега А приобретает кинетическую энергию Wk, достаточную для совершения работы по отрыву электрона от атома. Виды самостоятельных разрядов в газах - искровой, коронный, дуговой и тлеющий разряды.
Искровой разряд возникает между двумя электродами заряженными разными зарядами и имеющие большую разность потенциалов. Напряжение между разноименно заряженными телами достигает до 40 000 В. Искровой разряд кратковременный, его механизм - электронный удар. Молния - вид искрового разряда.
В сильно неоднородных электрических полях, образующихся, например, между острием и плоскостью или между проводом линии электропередачи и поверхностью Земли, возникает особая форма самостоятельного разряда в газах, называемая коронным разрядом.
Электрический дуговой разряд был открыт русским ученым В. В. Петровым в 1802 г. При соприкосновении двух электродов из углей при напряжении 40-50 В в некоторых местах возникают участки малого сечения с большим электрическим сопротивлением. Эти участки сильно разогреваются, испускают электроны, которые ионизируют атомы и молекулы между электродами. Носителями электрического тока в дуге являются положительно заряженные ионы и электроны.
Разряд, возникающий при пониженном давлении, называется тлеющим разрядом. При понижении давления увеличивается длина свободного пробега электрона, и за время между столкновениями он успевает приобрести достаточную для ионизации энергию в электрическом поле с меньшей напряженностью. Разряд осуществляется электронно-ионной лавиной.
17)Электрический ток в электролитах!! Законы электролиза!! Практическое применение электролиза!!!
Электролитамипринято называть проводящие среды, в которых протеканиеэлектрического токасопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. К электролитам относятся многие соединения металлов в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества. Однако основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являютсяводные растворы неорганических кислот, солей и оснований.
Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах. Это явление получило название электролиза.
Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называетсяэлектролитической диссоциацией.
Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком М. Фарадеем в 1833 году. Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе:
Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:
|
m = kQ = kIt.
Величину k называют электрохимическим эквивалентом.
Масса выделившегося на электроде вещества равна массе всех ионов, пришедших к электроду:
Здесь m0 и q0 – масса и заряд одного иона, – число ионов, пришедших к электроду при прохождении через электролит зарядаQ. Таким образом, электрохимический эквивалент kравен отношению массы m0 иона данного вещества к его заряду q0.
Так как заряд иона равен произведению валентности вещества n на элементарный заряд e (q0 = ne), то выражение для электрохимического эквивалента k можно записать в виде |
Здесь NA – постоянная Авогадро, M = m0NA – молярная масса вещества, F = eNA – постоянная Фарадея.
F = eNA = 96485 Кл / моль. |
Постоянная Фарадея численно равна заряду, который необходимо пропустить через электролит для выделения на электроде одного моля одновалентного вещества.
Закон Фарадея для электролиза приобретает вид:
|
Явление электролиза широко применяется в современном промышленном производстве.