Электрический ток в растворах электролитов

Электролиз – это явление выделения на электроде вещества при прохождении через раствор (расплав) электрического тока. Для явления электролиза экспериментально были установлены два закона Фарадея, из которых был выведен обобщенный закон Фарадея для электролиза.

Масса вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду, прошедшему через электролит:

.

F– постоянная Фарадея (F=9,65∙10⁴Кл/моль), μ – молярная масса вещества,Z– валентность вещества.

Магнитное поле тока

Основной силовой характеристикой магнитного поля является векторная величина - индукция магнитного поля. Ее численное значение определяется как:

,

где F_max- максимальная сила со стороны магнитного поля на проводник длинойl, по которому течет токI. Единица измерения в СИ:. За направление вектора магнитной индукции берут направление свободно устанавливающейся в магнитном поле магнитной стрелки (от южного магнитного поля к северному). Линии магнитной индукции всегда замкнуты (рис. 3.5).

Сила, с которой однородное магнитное поле с индукцией Bдействует на внесенный в него проводник с током длинойl, называется сила Ампера и находится по формуле:,

где - угол между вектороми направлением тока в проводнике. Направление силы определяется по правилу левой руки:если расположить руку так, что линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отставленный в сторону большой палец укажет направление силы Ампера(рис. 3.6).

Если заряженная частицаqвлетает со скоростьюв однородное магнитное поле, то со стороны поля на нее начинает действовать сила Лоренца:

,

где- угол между вектором магнитной индукциии скоростью частицы. Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки для положительно заряженной частицы. Для отрицательно заряженной частицы направление силы Лоренца противоположно (рис. 3.7).

Магнитный поток Ф через площадку S– это физическая величина, равная произведению величины этой площадки и проекцииB_nвектора магнитной индукциина направление нормали к этой площадки:

,

где -угол между нормалью к площадкеSи вектором магнитной индукции. Единица измерения в СИ:.

Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция

В замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур, возникает ЭДС индукции равная скорости изменения магнитного потока dФ через поверхность, ограниченную контуром:

.

Знак «-» позволяет определить направление индукционного тока, который по правилу Ленца всегда направлен так, чтобы препятствовать изменению магнитного потока, которым он был вызван.

При равномерном движении со скоростью проводника длинойlв однородном магнитном поле с индукциейBв проводнике возникает ЭДС индукции равная:

,

где - угол между скоростьюи вектором магнитной индукции.

Проводник с током создает собственный магнитный поток, пропорциональный силе тока в этом проводнике .

L- индуктивность проводника, зависящая от формы, геометрических размеров и магнитных свойств окружающей проводник среды. Индуктивность длинного соленоида длинойl:

,

где μ₀– магнитная постоянная (μ₀=4π∙10^-7Г/м), μ – магнитная проницаемость среды,n-число витков на единицу длины,S– площадь витка,V– объем соленоида.

При изменении собственного магнитного потока проводника с током в последнем возникает ЭДС самоиндукции, а явление называется явление самоиндукции.

(в случаеL=const).

Энергия магнитного поля (в катушке индуктивности): .