โครงการ เรื่อง กระแสไฟฟ้าในสุญญากาศ กระแสไฟฟ้าในสุญญากาศ กระแสพื้นฐานในซิลิคอน

ไตรโอด การไหลของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ในหลอดสุญญากาศจากแคโทดไปยังขั้วบวกสามารถควบคุมได้โดยใช้สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก อุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้าที่ง่ายที่สุดที่ใช้ควบคุมการไหลของอิเล็กตรอน สนามไฟฟ้า, เป็นไตรโอด ภาชนะ ขั้วบวก และแคโทดของไทรโอดสุญญากาศมีการออกแบบเหมือนกับของไดโอด อย่างไรก็ตาม ในเส้นทางของอิเล็กตรอนจากแคโทดไปยังขั้วบวกในไตรโอดนั้นจะมีอิเล็กโทรดตัวที่สามเรียกว่ากริด โดยทั่วไปแล้ว กริดจะเป็นเกลียวลวดบางๆ หลายรอบรอบๆ แคโทด หากใช้ศักย์ไฟฟ้าเชิงบวกกับกริดสัมพันธ์กับแคโทด อิเล็กตรอนส่วนสำคัญจะบินจากแคโทดไปยังขั้วบวก และมีกระแสไฟฟ้าอยู่ในวงจรขั้วบวก เมื่อมีการใช้ศักย์ไฟฟ้าเชิงลบกับกริดที่สัมพันธ์กับแคโทด สนามไฟฟ้าระหว่างกริดและแคโทดจะป้องกันการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจากแคโทดไปยังแอโนด และกระแสแอโนดจะลดลง ดังนั้นด้วยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าระหว่างกริดและแคโทด คุณสามารถควบคุมกระแสในวงจรแอโนดได้

สไลด์ 1

ไม่มีอนุภาคที่มีประจุในสุญญากาศ ดังนั้นจึงเป็นอิเล็กทริก เหล่านั้น. จำเป็นต้องสร้าง เงื่อนไขบางประการซึ่งจะช่วยผลิตอนุภาคที่มีประจุ มีอิเล็กตรอนอิสระในโลหะ ที่อุณหภูมิห้อง พวกมันไม่สามารถออกจากโลหะได้ เนื่องจากพวกมันถูกยึดไว้ในนั้นโดยแรงดึงดูดคูลอมบ์จากไอออนบวก เพื่อเอาชนะแรงเหล่านี้ อิเล็กตรอนจะต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่งซึ่งเรียกว่าฟังก์ชันการทำงาน พลังงานยิ่งใหญ่หรือ เท่ากับการทำงานเอาต์พุตสามารถรับอิเล็กตรอนได้เมื่อโลหะถูกให้ความร้อน อุณหภูมิสูง- สร้างโดยนักเรียน 10 A Ivan Trifonov Pavel Romanko

สไลด์ 2


เมื่อโลหะถูกให้ความร้อน จำนวนอิเล็กตรอนที่มีพลังงานจลน์มากกว่าหน้าที่การทำงานจะเพิ่มขึ้น จึงมีการปล่อยอิเล็กตรอนออกจากโลหะมากขึ้น การปล่อยอิเล็กตรอนจากโลหะเมื่อถูกความร้อนเรียกว่าการปล่อยความร้อน ในการดำเนินการปล่อยความร้อน เส้นใยลวดบางที่ทำจากโลหะทนไฟ (ไส้หลอด) จะถูกนำมาใช้เป็นหนึ่งในอิเล็กโทรด เส้นใยที่เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแสจะร้อนและอิเล็กตรอนจะลอยออกมาจากพื้นผิว อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจะเข้าสู่สนามไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองและเริ่มเคลื่อนที่ในทิศทางทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ปรากฏการณ์การปล่อยความร้อนเป็นไปตามหลักการทำงานของหลอดอิเล็กตรอน: ไดโอดสุญญากาศ, ไตรโอดสุญญากาศ กระแสไฟฟ้าในสุญญากาศ ไดโอดสุญญากาศ ไตรโอดสุญญากาศ

สไลด์ 3

เครื่องดูดฝุ่น

สุญญากาศเป็นก๊าซที่มีการคายประจุสูงซึ่งมีเส้นทางอิสระของอนุภาค (จากการชนไปสู่การชน) มีขนาดใหญ่กว่าขนาดของถัง - กระแสไฟฟ้าเป็นไปไม่ได้เพราะ จำนวนโมเลกุลไอออไนซ์ที่เป็นไปได้ไม่สามารถให้การนำไฟฟ้าได้ - เป็นไปได้ที่จะสร้างกระแสไฟฟ้าในสุญญากาศหากคุณใช้แหล่งกำเนิดของอนุภาคที่มีประจุ - การกระทำของแหล่งกำเนิดของอนุภาคที่มีประจุอาจขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์การปล่อยความร้อน .

สไลด์ 4

การปล่อยความร้อน (TEE)

การปล่อยความร้อน (เอฟเฟกต์ริชาร์ดสัน, เอฟเฟกต์เอดิสัน) เป็นปรากฏการณ์ที่อิเล็กตรอนถูกขับออกจากโลหะที่อุณหภูมิสูง คือการปล่อยอิเล็กตรอนออกจากของแข็งหรือ ของเหลวเมื่อได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สอดคล้องกับการเรืองแสงของโลหะร้อน อิเล็กโทรดโลหะที่ได้รับความร้อนจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมาอย่างต่อเนื่อง ก่อตัวเป็นเมฆอิเล็กตรอนรอบๆ ตัวมันเอง ในสภาวะสมดุล จำนวนอิเล็กตรอนที่ออกจากอิเล็กโทรดจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน กลับมา (เนื่องจากอิเล็กโทรดสูญเสียอิเล็กตรอนที่มีประจุบวก) ยิ่งอุณหภูมิของโลหะสูงเท่าใดความหนาแน่นก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น คลาวด์อิเล็กทรอนิกส์.

สไลด์ 5

ไดออยด์สุญญากาศ

กระแสไฟฟ้าในสุญญากาศสามารถทำได้ในหลอดสุญญากาศ หลอดสุญญากาศเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ปรากฏการณ์การปล่อยความร้อน

สไลด์ 6

โครงสร้างโดยละเอียดของไดโอดสุญญากาศ

ไดโอดสุญญากาศคือหลอดอิเล็กตรอนแบบสองขั้ว (A - แอโนดและ K - แคโทด) ภายในภาชนะแก้ว H - เส้นใยที่วางอยู่ภายในแคโทดเพื่อให้ความร้อนต่ำมาก พื้นผิวของแคโทดที่ได้รับความร้อนจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมา หากขั้วบวกเชื่อมต่อกับ + ของแหล่งกำเนิดกระแส และขั้วแคโทดเชื่อมต่อกับ - กระแสความร้อนคงที่จะไหลในวงจร ไดโอดสุญญากาศมีค่าการนำไฟฟ้าทางเดียว เหล่านั้น. กระแสไฟฟ้าในขั้วบวกเป็นไปได้หากศักยภาพของขั้วบวกสูงกว่าศักยภาพของขั้วลบ ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนจากเมฆอิเล็กตรอนถูกดึงดูดไปยังขั้วบวก ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในสุญญากาศ

สไลด์ 7

ลักษณะแรงดันกระแสของไดโอดสุญญากาศ

การพึ่งพากระแสกับแรงดันไฟฟ้าแสดงโดยเส้นโค้ง OABCD เมื่ออิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมา แคโทดจะมีประจุบวกและกักเก็บอิเล็กตรอนไว้ใกล้ๆ ในกรณีที่ไม่มีสนามไฟฟ้าระหว่างแคโทดและแอโนด อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจะก่อตัวเป็นเมฆอิเล็กตรอนที่แคโทด เมื่อแรงดันไฟฟ้าระหว่างแอโนดและแคโทดเพิ่มขึ้น อิเล็กตรอนจะไหลไปยังแอโนดมากขึ้น ดังนั้นกระแสไฟฟ้าจึงเพิ่มขึ้น การพึ่งพานี้แสดงโดยส่วนของกราฟ OAB ส่วน AB แสดงถึงลักษณะการพึ่งพาโดยตรงของกระแสไฟฟ้ากับแรงดันไฟฟ้าเช่น ในช่วงแรงดันไฟฟ้า U1 - U2 เป็นไปตามกฎของโอห์ม การพึ่งพาแบบไม่เชิงเส้นในส่วน BCD อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าจำนวนอิเล็กตรอนที่วิ่งไปที่ขั้วบวกลดลง จำนวนมากขึ้นอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทด เมื่อเพียงพอ ความสำคัญอย่างยิ่งแรงดันไฟฟ้า U3 อิเล็กตรอนทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากแคโทดจะไปถึงขั้วบวกและกระแสไฟฟ้าจะถึงความอิ่มตัว

สไลด์ 8

ลักษณะแรงดันกระแสของไดโอดสุญญากาศ

ไดโอดสุญญากาศใช้เพื่อแก้ไขกระแสสลับ ในฐานะที่เป็นแหล่งกำเนิดของอนุภาคที่มีประจุ คุณสามารถใช้ยากัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยอนุภาค α ได้ ภายใต้อิทธิพลของแรงสนามไฟฟ้า อนุภาค α จะเคลื่อนที่เช่น กระแสไฟฟ้าก็จะเกิดขึ้น ดังนั้นกระแสไฟฟ้าในสุญญากาศสามารถสร้างขึ้นได้จากการเคลื่อนที่ตามลำดับของอนุภาคที่มีประจุ (อิเล็กตรอน, ไอออน)

สไลด์ 9

คานอิเล็กตรอน

คุณสมบัติและการใช้งาน: เมื่อสัมผัสกับวัตถุ จะทำให้เกิดความร้อน (การหลอมอิเล็กทรอนิกส์ในสุญญากาศ) จะถูกเบี่ยงเบนไปในสนามไฟฟ้า เบี่ยงที่ สนามแม่เหล็กภายใต้อิทธิพลของกองกำลังลอเรนซ์ เมื่อลำแสงกระทบกับสารถูกชะลอความเร็ว รังสีเอกซ์จะปรากฏขึ้น ทำให้เกิดการเรืองแสง (เรืองแสง) ของของแข็งและของเหลวบางชนิด (luminophores); คือกระแสของอิเล็กตรอนที่บินอย่างรวดเร็วในหลอดสุญญากาศและอุปกรณ์ปล่อยก๊าซ

สไลด์ 10

หลอดรังสีแคโทด (CRT)

มีการใช้ปรากฏการณ์การปล่อยความร้อนและคุณสมบัติของลำอิเล็กตรอน CRT ประกอบด้วยปืนอิเล็กตรอน แผ่นอิเล็กโทรดเบี่ยงเบนแนวนอนและแนวตั้ง และตะแกรง ในปืนอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดที่ให้ความร้อนจะผ่านอิเล็กโทรดกริดควบคุม และถูกเร่งโดยแอโนด ปืนอิเล็กตรอนจะโฟกัสลำแสงอิเล็กตรอนไปที่จุดหนึ่งและเปลี่ยนความสว่างของแสงบนหน้าจอ การหักเหของแผ่นแนวนอนและแนวตั้งทำให้คุณสามารถเลื่อนลำอิเล็กตรอนบนหน้าจอไปยังจุดใดก็ได้บนหน้าจอ ตะแกรงหลอดเคลือบด้วยสารเรืองแสงที่เริ่มเรืองแสงเมื่อถูกโจมตีด้วยอิเล็กตรอน หลอดมีสองประเภท: 1) ที่มีการควบคุมไฟฟ้าสถิตของลำแสงอิเล็กตรอน (การโก่งตัวของลำแสงไฟฟ้าโดยสนามไฟฟ้าเท่านั้น); 2) ที่มีการควบคุมแม่เหล็กไฟฟ้า (เพิ่มขดลวดการโก่งตัวของแม่เหล็ก)

สไลด์ 11

หลอดรังสีแคโทด

การประยุกต์ใช้: ในหลอดภาพโทรทัศน์ในออสซิลโลสโคปในจอแสดงผล

สไลด์ 12

ดูสไลด์ทั้งหมด

การปล่อยอิเล็กตรอนความร้อน ด้วยการสูบก๊าซออกจากถัง (ท่อ) จึงเป็นไปได้ที่จะไปถึงความเข้มข้นที่โมเลกุลของก๊าซมีเวลาที่จะบินจากผนังด้านหนึ่งของถังไปยังอีกผนังหนึ่งโดยไม่ต้องชนกัน สถานะของก๊าซในท่อนี้เรียกว่าสุญญากาศ ความนำไฟฟ้าของช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดในสุญญากาศสามารถมั่นใจได้โดยการแนะนำแหล่งกำเนิดของอนุภาคที่มีประจุเข้าไปในท่อเท่านั้น

การปล่อยอิเล็กตรอนความร้อน การปล่อยความร้อน บ่อยครั้งที่ผลกระทบของแหล่งกำเนิดของอนุภาคที่มีประจุนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัตถุที่ถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิสูงเพื่อปล่อยอิเล็กตรอน กระบวนการนี้เรียกว่าการปล่อยความร้อน ถือได้ว่าเป็นการระเหยของอิเล็กตรอนออกจากผิวโลหะ สำหรับหลาย ๆ คน ของแข็งการปล่อยความร้อนเริ่มต้นที่อุณหภูมิซึ่งการระเหยของสารยังไม่เกิดขึ้น สารดังกล่าวใช้ทำแคโทด

การนำแบบทางเดียว การนำทางเดียว ปรากฏการณ์การปล่อยความร้อนส่งผลให้อิเล็กโทรดโลหะที่ให้ความร้อนปล่อยอิเล็กตรอนออกมาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งต่างจากอิเล็กโทรดเย็น อิเล็กตรอนก่อตัวเป็นเมฆอิเล็กตรอนรอบๆ อิเล็กโทรด อิเล็กโทรดจะมีประจุบวก และภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าของคลาวด์ที่มีประจุ อิเล็กตรอนจากคลาวด์จะถูกส่งกลับไปยังอิเล็กโทรดบางส่วน

การนำแบบทางเดียว ในสภาวะสมดุล จำนวนอิเล็กตรอนที่ออกจากอิเล็กโทรดต่อวินาทีจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่กลับสู่อิเล็กโทรดในช่วงเวลานี้ ยิ่งอุณหภูมิของโลหะสูง ความหนาแน่นของเมฆอิเล็กตรอนก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของอิเล็กโทรดร้อนและเย็นที่ผนึกไว้ในภาชนะที่มีการอพยพอากาศออกไปจะนำไปสู่การนำกระแสไฟฟ้าทางเดียวระหว่างอิเล็กโทรดเหล่านั้น

การนำแบบทางเดียว เมื่ออิเล็กโทรดเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า สนามไฟฟ้าจะเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรด หากขั้วบวกของแหล่งกำเนิดกระแสเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดเย็น (แอโนด) และขั้วลบกับขั้วที่ให้ความร้อน (แคโทด) เวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้าจะหันไปทางอิเล็กโทรดที่ให้ความร้อน ภายใต้อิทธิพลของสนามนี้ อิเล็กตรอนบางส่วนจะออกจากเมฆอิเล็กตรอนและเคลื่อนไปยังอิเล็กโทรดเย็น วงจรไฟฟ้าปิดและมีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น เมื่อแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเปิดในขั้วตรงข้าม ความแรงของสนามจะถูกส่งจากอิเล็กโทรดที่ให้ความร้อนไปยังอิเล็กโทรดที่เย็น สนามไฟฟ้าผลักอิเล็กตรอนของเมฆกลับไปทางอิเล็กโทรดที่ให้ความร้อน ดูเหมือนว่าวงจรจะเปิดอยู่

ไดโอด. ไดโอด ก่อนหน้านี้การนำไฟฟ้าทางเดียวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีอิเล็กโทรดสองตัว - ไดโอดสุญญากาศ ซึ่งทำหน้าที่แก้ไขกระแสไฟฟ้าเช่นเดียวกับไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ อย่างไรก็ตามในปัจจุบันไดโอดสูญญากาศไม่ได้ถูกนำมาใช้จริง

1 สไลด์

2 สไลด์

3 สไลด์

สมบัติทางไฟฟ้าของสาร ตัวนำ สารกึ่งตัวนำ ไดอิเล็กทริก นำกระแสไฟฟ้าได้ดี ได้แก่ โลหะ อิเล็กโทรไลต์ พลาสมา ... ตัวนำที่ใช้มากที่สุดคือ Au, Ag, Cu, Al, Fe ... ในทางปฏิบัติแล้วไม่นำกระแสไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงพลาสติก ยาง , แก้ว, เครื่องลายคราม, ไม้แห้ง, กระดาษ... ในแง่ของการนำไฟฟ้าจะมีตำแหน่งตรงกลางระหว่างตัวนำและไดอิเล็กทริก Si, Ge, Se, In, เนื่องจากสารต่าง ๆ มีความแตกต่างกัน คุณสมบัติทางไฟฟ้าอย่างไรก็ตาม ตามการนำไฟฟ้า พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มหลัก: สาร

4 สไลด์

5 สไลด์

ธรรมชาติของกระแสไฟฟ้าในโลหะ กระแสไฟฟ้าในตัวนำโลหะไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในตัวนำเหล่านี้ นอกเหนือจากการให้ความร้อน ความเข้มข้นของการนำอิเล็กตรอนในโลหะนั้นสูงมาก โดยเรียงลำดับตามขนาดจะเท่ากับจำนวนอะตอมต่อหน่วยปริมาตรของโลหะ อิเล็กตรอนในโลหะมีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง การเคลื่อนที่แบบสุ่มของพวกมันคล้ายกับการเคลื่อนที่ของโมเลกุลก๊าซในอุดมคติ นี่เป็นเหตุผลที่เชื่อได้ว่าอิเล็กตรอนในโลหะก่อตัวเป็นก๊าซอิเล็กตรอนชนิดหนึ่ง แต่ความเร็วของการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอิเล็กตรอนในโลหะนั้นมากกว่าความเร็วของโมเลกุลในก๊าซมาก (ประมาณ 105 เมตร/วินาที) กระแสไฟฟ้าในโลหะ

6 สไลด์

การทดลอง Papaleksi-Mandelshtam คำอธิบายของการทดลอง: วัตถุประสงค์: เพื่อค้นหาว่าค่าการนำไฟฟ้าของโลหะคืออะไร การติดตั้ง: คอยล์บนแท่งที่มีหน้าสัมผัสแบบเลื่อน เชื่อมต่อกับกัลวาโนมิเตอร์ ขั้นตอนการทดลอง: คอยล์หมุนด้วยความเร็วสูง จากนั้นหยุดกะทันหัน และพบว่าเข็มกัลวาโนมิเตอร์ถูกโยนกลับไป สรุป: ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ กระแสไฟฟ้าในโลหะ

7 สไลด์

โลหะก็มี โครงสร้างคริสตัล- ในโหนด ตาข่ายคริสตัลมีไอออนบวกอยู่ ซึ่งทำให้เกิดการสั่นสะเทือนเนื่องจากความร้อนใกล้กับตำแหน่งสมดุล และอิเล็กตรอนอิสระจะเคลื่อนที่อย่างโกลาหลในช่องว่างระหว่างพวกมัน สนามไฟฟ้าให้ความเร่งแก่พวกมันในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางของเวกเตอร์ความแรงของสนาม ดังนั้นในสนามไฟฟ้า อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่แบบสุ่มจึงถูกแทนที่ในทิศทางเดียว นั่นคือ เคลื่อนตัวไปอย่างเป็นระเบียบ - - - - - - - - - - กระแสไฟฟ้าในโลหะ

8 สไลด์

การขึ้นอยู่กับความต้านทานของตัวนำต่ออุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความต้านทานตัวนำเพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานเท่ากับการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ในความต้านทานของตัวนำเมื่อถูกความร้อน 1K กระแสไฟฟ้าในโลหะ

สไลด์ 9

สภาพการนำไฟฟ้าที่แท้จริงของสารกึ่งตัวนำ ความนำไฟฟ้าที่ไม่บริสุทธิ์ของสารกึ่งตัวนำทางแยก p – n และคุณสมบัติของมัน

10 สไลด์

สารกึ่งตัวนำ สารกึ่งตัวนำคือสารที่มีความต้านทานลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ค่าการนำไฟฟ้าภายในของสารกึ่งตัวนำที่ไม่บริสุทธิ์

11 สไลด์

ค่าการนำไฟฟ้าที่แท้จริงของเซมิคอนดักเตอร์ ให้เราพิจารณาค่าการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์โดยอิงจากซิลิคอน Si Silicon – 4 วาเลนซ์ องค์ประกอบทางเคมี- แต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอน 4 ตัวในชั้นอิเล็กทรอนิกส์ชั้นนอก ซึ่งใช้ในการสร้างพันธะคู่อิเล็กทรอนิกส์ (โควาเลนต์) กับอะตอมข้างเคียง 4 อะตอม ภายใต้สภาวะปกติ (อุณหภูมิต่ำ) ไม่มีอนุภาคที่มีประจุอิสระในเซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้นเซมิคอนดักเตอร์จึงไม่มี นำกระแสไฟฟ้า ศรี ศรี ศรี ศรี - - - - - - - - กระแสไฟฟ้าในสารกึ่งตัวนำ

12 สไลด์

ลองพิจารณาการเปลี่ยนแปลงในเซมิคอนดักเตอร์ที่มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พลังงานของอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้น และบางส่วนก็ออกจากพันธะกลายเป็นอิเล็กตรอนอิสระ ในสถานที่ของพวกเขายังคงมีประจุไฟฟ้าที่ไม่ได้รับการชดเชย (อนุภาคที่มีประจุเสมือน) เรียกว่ารู ศรี ศรี ศรี ศรี - - - - - - + รูอิเล็กตรอนอิสระ + + - - กระแสไฟฟ้าในเซมิคอนดักเตอร์

สไลด์ 13

ดังนั้นกระแสไฟฟ้าในเซมิคอนดักเตอร์จึงแสดงถึงการเคลื่อนที่ตามลำดับของอิเล็กตรอนอิสระและอนุภาคเสมือนเชิงบวก - รู การพึ่งพาความต้านทานต่ออุณหภูมิ R (โอห์ม) t (0C) โลหะ R0 เซมิคอนดักเตอร์ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจำนวนพาหะประจุอิสระจะเพิ่มขึ้น ค่าการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์เพิ่มขึ้นและความต้านทานลดลง กระแสไฟฟ้าในสารกึ่งตัวนำ

สไลด์ 14

สิ่งเจือปนจากผู้บริจาค สภาพการนำไฟฟ้าภายในของเซมิคอนดักเตอร์ไม่เพียงพออย่างชัดเจนสำหรับการใช้งานทางเทคนิคของเซมิคอนดักเตอร์ ดังนั้นเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าสิ่งเจือปนจึงถูกนำเข้าไปในเซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์ (เจือ) ซึ่งเป็นผู้บริจาคและผู้ยอมรับ Si Si - - - As - - - Si - Si - - เมื่อเติมซิลิคอน Si 4 วาเลนต์ด้วยสารหนู 5 วาเลนต์ As หนึ่ง ของอิเล็กตรอนทั้ง 5 ตัวของสารหนูจะเป็นอิสระ เช่นเดียวกับไอออนบวก ไม่มีรู! เซมิคอนดักเตอร์ดังกล่าวเรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n ตัวพาประจุหลักคืออิเล็กตรอน และสารหนูเจือปนที่สร้างอิเล็กตรอนอิสระเรียกว่าสิ่งเจือปนของผู้บริจาค กระแสไฟฟ้าในสารกึ่งตัวนำ

15 สไลด์

สิ่งเจือปนของตัวรับ สารกึ่งตัวนำดังกล่าวเรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p ตัวพาประจุหลักคือรู และสารเจือปนของอินเดียมที่ทำให้เกิดรูเรียกว่าตัวรับ หากซิลิคอนถูกเจือด้วยอินเดียมไตรวาเลนต์ อินเดียมก็จะขาดอิเล็กตรอนหนึ่งตัวเพื่อสร้างพันธะกับซิลิคอน เช่น. รูเกิดขึ้น ฐานให้อิเล็กตรอนและรูเป็นจำนวนเท่ากัน สิ่งเจือปนเป็นเพียงรู Si - Si - In - - - + Si Si - - กระแสไฟฟ้าในเซมิคอนดักเตอร์

16 สไลด์

สไลด์ 17

น้ำกลั่นไม่นำไฟฟ้า มาลดคริสตัลกันเถอะ เกลือแกงลงในน้ำกลั่นแล้วหลังจากผสมน้ำเล็กน้อยแล้วให้ปิดวงจร เราจะพบว่ามีแสงสว่างขึ้นมา เมื่อเกลือละลายในน้ำ จะมีพาหะประจุไฟฟ้าฟรีปรากฏขึ้น กระแสไฟฟ้าในของเหลว

18 สไลด์

ผู้ให้บริการค่าไฟฟ้าฟรีเกิดขึ้นได้อย่างไร? เมื่อคริสตัลถูกแช่อยู่ในน้ำ โมเลกุลของน้ำจะถูกดึงดูดไปยังไอออนโซเดียมบวกซึ่งอยู่บนพื้นผิวของคริสตัลด้วยขั้วลบของพวกมัน หากต้องการคลอรีนไอออนลบ โมเลกุลของน้ำจะเปลี่ยนเป็นขั้วบวก กระแสไฟฟ้าในของเหลว

สไลด์ 19

การแยกตัวด้วยไฟฟ้าคือการสลายโมเลกุลออกเป็นไอออนภายใต้การกระทำของตัวทำละลาย ผู้ให้บริการชาร์จมือถือเพียงรายเดียวในโซลูชันคือไอออน ตัวนำของเหลวที่มีไอออนเป็นตัวพาประจุเคลื่อนที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ กระแสไฟฟ้าในของเหลว

20 สไลด์

กระแสไฟฟ้าไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์ได้อย่างไร? ลองลดแผ่นลงในภาชนะและเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแส แผ่นเหล่านี้เรียกว่าอิเล็กโทรด แคโทดเป็นแผ่นที่เชื่อมต่อกับขั้วลบของแหล่งกำเนิด แอโนดเป็นแผ่นที่เชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งกำเนิด กระแสไฟฟ้าในของเหลว

21 สไลด์

ภายใต้อิทธิพลของแรงสนามไฟฟ้า ไอออนที่มีประจุบวกจะเคลื่อนไปทางแคโทด และไอออนลบจะเคลื่อนไปทางขั้วบวก ที่ขั้วบวก ไอออนลบจะปล่อยอิเล็กตรอนส่วนเกินออกมา และที่แคโทด ไอออนบวกจะรับอิเล็กตรอนที่หายไป กระแสไฟฟ้าในของเหลว

22 สไลด์

อิเล็กโทรไลซิส ที่แคโทดและแอโนด สารที่เป็นส่วนหนึ่งของสารละลายอิเล็กโทรไลต์จะถูกปล่อยออกมา การไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านสารละลายอิเล็กโทรไลต์พร้อมด้วยการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารและการปล่อยมันบนอิเล็กโทรดเรียกว่าอิเล็กโทรไลซิส กระแสไฟฟ้าในของเหลว

สไลด์ 23

กฎของอิเล็กโทรไลซิส มวล m ของสารที่ปล่อยออกมาบนอิเล็กโทรดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับประจุ Q ที่ผ่านอิเล็กโทรไลต์: m = kQ = kIt นี่คือกฎของกระแสไฟฟ้า ค่า k เรียกว่าค่าเทียบเท่าเคมีไฟฟ้า การทดลองของฟาราเดย์แสดงให้เห็นว่ามวลของสารที่ปล่อยออกมาระหว่างอิเล็กโทรลิซิสไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับขนาดของประจุเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับประเภทของสารด้วย กระแสไฟฟ้าในของเหลว

24 สไลด์

25 สไลด์

ก๊าซในสถานะปกติคือไดอิเล็กทริกเนื่องจากประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุลที่เป็นกลางทางไฟฟ้า จึงไม่นำไฟฟ้า คุณสมบัติการเป็นฉนวนของก๊าซอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าอะตอมและโมเลกุลของก๊าซในสถานะธรรมชาตินั้นเป็นอนุภาคที่เป็นกลางและไม่มีประจุ จากที่นี่เป็นที่ชัดเจนว่าในการที่จะทำให้ก๊าซเป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามีความจำเป็นต้องแนะนำหรือสร้างพาหะประจุฟรี - อนุภาคที่มีประจุไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ในกรณีนี้ เป็นไปได้สองกรณี: อนุภาคที่มีประจุเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยการกระทำของปัจจัยภายนอกบางอย่างหรือนำเข้าสู่ก๊าซจากภายนอก - การนำไฟฟ้าที่ไม่เป็นอิสระหรือถูกสร้างขึ้นในก๊าซโดยการกระทำของสนามไฟฟ้า มีอยู่ระหว่างอิเล็กโทรด - ค่าการนำไฟฟ้าอิสระ กระแสไฟฟ้าในก๊าซ กระแสไฟฟ้าในก๊าซ

26 สไลด์

มีเพียงก๊าซไอออไนซ์ที่มีอิเล็กตรอน ไอออนบวกและไอออนลบเท่านั้นที่สามารถเป็นตัวนำได้ ไอออนไนซ์เป็นกระบวนการแยกอิเล็กตรอนออกจากอะตอมและโมเลกุล ไอออไนซ์เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงและการแผ่รังสีต่างๆ (รังสีเอกซ์, กัมมันตภาพรังสี, อัลตราไวโอเลต, รังสีคอสมิก) เนื่องจากการชนกันของอนุภาคหรืออะตอมเร็วกับอะตอมและโมเลกุลของก๊าซ อิเล็กตรอนและไอออนที่เกิดขึ้นทำให้ก๊าซเป็นตัวนำไฟฟ้า กระบวนการไอออไนเซชัน: อิเล็กตรอนส่งผลกระทบต่ออิออไนเซชันด้วยความร้อน กระแสไฟฟ้าในก๊าซ

สไลด์ 27

ประเภทของการปล่อยอิสระ ขึ้นอยู่กับกระบวนการก่อตัวของไอออนในการปล่อยที่แรงดันก๊าซและแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันที่ใช้กับอิเล็กโทรด การปล่อยอิสระหลายประเภทมีความโดดเด่น: เรืองแสง จุดประกาย ส่วนโค้งโคโรนา กระแสไฟฟ้าในก๊าซ

28 สไลด์

การปล่อยแสง การปล่อยแสงเกิดขึ้นที่ความดันต่ำ (ในหลอดสุญญากาศ) การคายประจุมีลักษณะเฉพาะคือมีความแรงของสนามไฟฟ้าสูงและความต่างศักย์ไฟฟ้าตกคร่อมขนาดใหญ่ที่สอดคล้องกันใกล้กับแคโทด สามารถสังเกตได้ในหลอดแก้วที่มีอิเล็กโทรดโลหะแบนบัดกรีที่ปลาย ใกล้กับแคโทดจะมีชั้นเรืองแสงบางๆ เรียกว่าฟิล์มเรืองแสงแคโทด กระแสไฟฟ้าในก๊าซ

https://accounts.google.com

คำอธิบายสไลด์:

การนำเสนอในหัวข้อ: “กระแสไฟฟ้าในสารละลายและการละลายของอิเล็กโทรไลต์” จัดทำโดย Bazuheir Dalal นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 10

กระแสไฟฟ้าสามารถไหลได้ในห้า สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน: โลหะ สุญญากาศ สารกึ่งตัวนำ ของเหลว ก๊าซ

ของเหลวตามระดับการนำไฟฟ้าแบ่งออกเป็น: ไดอิเล็กทริก (น้ำกลั่น) ตัวนำ (อิเล็กโทรไลต์) เซมิคอนดักเตอร์ (ซีลีเนียมหลอมเหลว)

กระแสไฟฟ้าในของเหลว อิเล็กโทรไลต์มักถูกเรียกว่าสื่อนำไฟฟ้า โดยที่กระแสไฟฟ้าจะไหลพร้อมกับการถ่ายโอนสสาร ตัวพาประจุอิสระในอิเล็กโทรไลต์คือไอออนที่มีประจุบวกและประจุลบ อิเล็กโทรไลต์นั้น สารละลายที่เป็นน้ำ กรดอนินทรีย์เกลือและด่าง

ความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์จะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากจำนวนไอออนจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น กราฟความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์กับอุณหภูมิ

การแยกตัวด้วยไฟฟ้า - ในระหว่างการละลาย การชนกันระหว่างโมเลกุลของตัวทำละลายและโมเลกุลอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นกลางเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน โมเลกุลแตกตัวออกเป็นไอออนบวกและไอออนลบ เช่น การละลายคอปเปอร์ซัลเฟตในน้ำ

ปรากฏการณ์ของอิเล็กโทรไลซิสคือการปล่อยสารที่รวมอยู่ในอิเล็กโทรไลต์บนอิเล็กโทรด ไอออนที่มีประจุบวก (แอนไอออน) ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะเกิดแคโทดลบ และไอออนที่มีประจุลบ (ไอออนบวก) มีแนวโน้มที่จะเกิดขั้วบวกบวก ที่ขั้วบวก ไอออนลบจะให้อิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ( ปฏิกิริยาออกซิเดชัน) ที่แคโทด ไอออนบวกจะได้รับอิเล็กตรอนที่หายไป (การลดลง)

กฎอิเล็กโทรไลซิสของฟาราเดย์ กฎของอิเล็กโทรไลซิสจะกำหนดมวลของสารที่ปล่อยออกมาระหว่างอิเล็กโทรไลซิสที่แคโทดหรือแอโนดตลอดระยะเวลาที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์ k คือค่าเทียบเท่าเคมีไฟฟ้าของสารเป็นตัวเลข เท่ากับมวลสารที่ปล่อยออกมาบนอิเล็กโทรดเมื่อประจุ 1 C ผ่านอิเล็กโทรไลต์

สรุป: 1. ตัวพาประจุ – ไอออนบวกและไอออนลบ; 2. กระบวนการสร้างตัวพาประจุ - การแยกตัวด้วยไฟฟ้า 3.อิเล็กโทรไลต์เป็นไปตามกฎของโอห์ม 4. การใช้กระแสไฟฟ้า: การผลิตโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (การกำจัดสิ่งเจือปน - การกลั่น) การชุบด้วยไฟฟ้า - การได้รับการเคลือบบนโลหะ (การชุบนิกเกิล, การชุบโครเมี่ยม, การชุบทอง, การชุบเงิน ฯลฯ ); galvanoplasty - ผลิตสารเคลือบลอกได้ (สำเนาบรรเทา)

ดูตัวอย่าง:

หากต้องการใช้ ดูตัวอย่างการนำเสนอ สร้างบัญชี Google และเข้าสู่ระบบ: https://accounts.google.com

คำอธิบายสไลด์:

กระแสไฟฟ้าในสุญญากาศ

สุญญากาศ ในทางวิศวกรรมและฟิสิกส์ประยุกต์ สุญญากาศถูกเข้าใจว่าเป็นตัวกลางที่บรรจุก๊าซที่ความดันต่ำกว่าบรรยากาศอย่างมาก พาหะหลักของกระแสไฟฟ้าในสุญญากาศคืออิเล็กตรอน

การปล่อยความร้อนคือการปล่อยอิเล็กตรอนโดยวัตถุที่เป็นของแข็งหรือของเหลว เมื่อถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สอดคล้องกับแสงที่มองเห็นได้ของโลหะร้อน

ในการสังเกตการปล่อยความร้อน สามารถใช้หลอดกลวงที่มีอิเล็กโทรดสองตัวได้ โดยหลอดหนึ่งอยู่ในรูปของลวดที่ทำจากวัสดุทนไฟ ซึ่งได้รับความร้อนจากกระแส (แคโทด) และอีกหลอดเป็นอิเล็กโทรดเย็นที่รวบรวมอิเล็กตรอนความร้อน (แอโนด) ขั้วบวกมักมีรูปร่างเหมือนทรงกระบอกซึ่งภายในมีแคโทดที่ให้ความร้อนอยู่

วงจรไฟฟ้าสำหรับสังเกตการปล่อยความร้อน วงจรประกอบด้วยไดโอด D ซึ่งมีแคโทดที่ให้ความร้อนต่อกับขั้วลบของแบตเตอรี่ B และขั้วบวกกับขั้วบวก มิลลิแอมมิเตอร์ mA ซึ่งวัดกระแสผ่านไดโอด D และโวลต์มิเตอร์ V ซึ่งวัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างแคโทดและแอโนด เมื่อแคโทดเย็น จะไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจร เนื่องจากก๊าซ (สุญญากาศ) ที่มีการคายประจุสูงภายในไดโอดไม่มีอนุภาคที่มีประจุ หากแคโทดได้รับความร้อนโดยใช้แหล่งจ่ายเพิ่มเติม มิลลิแอมมิเตอร์จะบันทึกลักษณะที่ปรากฏของกระแสไฟฟ้า

การขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ อิเล็กโทรดโลหะที่ได้รับความร้อนจะปล่อยอิเล็กตรอนอย่างต่อเนื่อง ก่อตัวเป็นเมฆอิเล็กตรอนรอบๆ ตัวมันเอง ในสภาวะสมดุล จำนวนอิเล็กตรอนที่ออกจากอิเล็กโทรดจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่กลับมา (เนื่องจากอิเล็กโทรดจะมีประจุบวกเมื่อสูญเสียอิเล็กตรอน) ยิ่งอุณหภูมิของโลหะสูง ความหนาแน่นของเมฆอิเล็กตรอนก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย

การใช้งาน ไดโอดสุญญากาศ หลอดอิเล็กตรอน หลอดรังสีแคโทด

ไดโอดสุญญากาศคือหลอดอิเล็กตรอนแบบสองขั้ว (A-anode และ K-cathode) ภายในภาชนะแก้วจะมีแรงดันต่ำมาก ไดโอดสุญญากาศมีค่าการนำไฟฟ้าทางเดียว เหล่านั้น. กระแสไฟฟ้าในขั้วบวกเป็นไปได้หากศักยภาพของขั้วบวกสูงกว่าศักยภาพของขั้วลบ ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนจากเมฆอิเล็กตรอนจะถูกดึงดูดไปยังขั้วบวก ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในสุญญากาศ ลักษณะแรงดันกระแสของไดโอดสุญญากาศ