Mga presentasyon para sa paglalahad ng mga aralin para sa isang aralin sa pisika sa paksa. Electric current sa iba't ibang media I-download ang presentasyon electric current sa vacuum

Triode. Ang daloy ng mga electron na gumagalaw sa isang vacuum tube mula sa cathode patungo sa anode ay maaaring kontrolin gamit ang electric at magnetic field. Ang pinakasimpleng electric vacuum device kung saan kinokontrol ang daloy ng mga electron gamit ang electric field ay isang triode. Ang lalagyan, anode at cathode ng isang vacuum triode ay may parehong disenyo tulad ng sa isang diode, gayunpaman, sa landas ng mga electron mula sa cathode hanggang sa anode sa triode ay mayroong ikatlong elektrod na tinatawag na grid. Karaniwan ang grid ay isang spiral ng ilang mga pagliko ng manipis na kawad sa paligid ng katod. Kung ang isang positibong potensyal ay inilapat sa grid na may kaugnayan sa cathode, kung gayon ang isang makabuluhang bahagi ng mga electron ay lumilipad mula sa katod patungo sa anode, at mayroong isang electric current sa anode circuit. Kapag ang isang negatibong potensyal ay inilapat sa grid na may kaugnayan sa cathode, ang electric field sa pagitan ng grid at ang cathode ay pumipigil sa paggalaw ng mga electron mula sa cathode patungo sa anode, at ang anode current ay bumababa. Kaya, sa pamamagitan ng pagbabago ng boltahe sa pagitan ng grid at ng katod, maaari mong ayusin ang kasalukuyang sa anode circuit.

1 slide

2 slide

3 slide

Mga de-koryenteng katangian ng mga sangkap Konduktor Semiconductors Dielectrics Nagsasagawa ng electric current na rin Kabilang dito ang mga metal, electrolytes, plasma ... Ang pinaka ginagamit na conductor ay Au, Ag, Cu, Al, Fe ... Halos hindi sila nagsasagawa ng electric current Kabilang dito ang mga plastik, goma , salamin, porselana, tuyong kahoy, papel... Sa mga tuntunin ng kondaktibiti, sinasakop nila ang isang intermediate na posisyon sa pagitan ng mga conductor at dielectrics Si, Ge, Se, In, As Ang iba't ibang mga sangkap ay may iba't ibang mga katangian ng elektrikal, ngunit ayon sa electrical conductivity na maaari nila nahahati sa 3 pangunahing pangkat: Mga sangkap

4 slide

5 slide

Ang likas na katangian ng electric current sa mga metal Ang electric current sa mga metal conductor ay hindi nagdudulot ng anumang pagbabago sa mga conductor na ito maliban sa kanilang pag-init. Ang konsentrasyon ng mga electron ng pagpapadaloy sa isang metal ay napakataas: sa pagkakasunud-sunod ng magnitude ito ay katumbas ng bilang ng mga atom sa bawat yunit ng dami ng metal. Ang mga electron sa mga metal ay patuloy na gumagalaw. Ang kanilang random na paggalaw ay kahawig ng paggalaw ng mga ideal na molekula ng gas. Nagbigay ito ng dahilan upang maniwala na ang mga electron sa mga metal ay bumubuo ng isang uri ng electron gas. Ngunit ang bilis ng random na paggalaw ng mga electron sa isang metal ay mas malaki kaysa sa bilis ng mga molekula sa isang gas (ito ay humigit-kumulang 105 m/s). Agos ng kuryente sa mga metal

6 slide

Eksperimento ng Papaleksi-Mandelshtam Paglalarawan ng eksperimento: Layunin: upang malaman kung ano ang conductivity ng mga metal. Pag-install: likid sa isang baras na may mga sliding contact, na konektado sa isang galvanometer. Ang kurso ng eksperimento: umiikot ang coil sa mataas na bilis, pagkatapos ay biglang huminto, at ang galvanometer na karayom ​​ay naobserbahang itinapon pabalik. Konklusyon: ang conductivity ng mga metal ay electronic. Agos ng kuryente sa mga metal

Slide 7

Ang mga metal ay may kristal na istraktura. Sa mga node ng kristal na sala-sala ay may mga positibong ion na nagsasagawa ng mga thermal vibrations malapit sa posisyon ng balanse, at ang mga libreng electron ay gumagalaw nang magulo sa espasyo sa pagitan nila. Ang electric field ay nagbibigay ng acceleration sa kanila sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng field strength vector. Samakatuwid, sa isang electric field, ang mga random na gumagalaw na mga electron ay inilipat sa isang direksyon, i.e. kumilos sa maayos na paraan. - - - - - - - - - - Electric current sa mga metal

8 slide

Pag-asa ng resistensya ng konduktor sa temperatura Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang resistivity ng konduktor. Ang koepisyent ng paglaban ay katumbas ng kamag-anak na pagbabago sa paglaban ng konduktor kapag pinainit ng 1K. Agos ng kuryente sa mga metal

Slide 9

Intrinsic conductivity ng semiconductors Impurity conductivity ng semiconductors p – n junction at mga katangian nito

10 slide

Semiconductors Ang mga semiconductor ay mga sangkap na bumababa ang resistivity sa pagtaas ng temperatura ng mga semiconductivity ng mga semiconductor at mga katangian nito.

11 slide

Intrinsic conductivity ng semiconductors Isaalang-alang natin ang conductivity ng silicon-based semiconductors Si Silicon ay isang 4-valence na elemento ng kemikal. Ang bawat atom ay may 4 na electron sa panlabas na layer ng elektron, na ginagamit upang bumuo ng mga pares-electronic (covalent) na mga bono na may 4 na kalapit na mga atomo Sa ilalim ng normal na mga kondisyon (mababang temperatura), walang libreng sisingilin na mga particle sa semiconductors, kaya ang semiconductor ay hindi conduct electric current Si Si Si Si Si - - - - - - - - Electric current sa semiconductors

12 slide

Isaalang-alang natin ang mga pagbabago sa isang semiconductor na may pagtaas ng temperatura Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang enerhiya ng mga electron at ang ilan sa kanila ay umalis sa mga bono, na nagiging mga libreng electron. Sa kanilang lugar ay nananatiling hindi nababayarang mga singil sa kuryente (mga virtual na sisingilin na particle), na tinatawag na mga butas. Si Si Si Si Si - - - - - - + free electron hole + + - - Electric current sa semiconductors

Slide 13

Kaya, ang electric current sa semiconductor ay kumakatawan sa nakaayos na paggalaw ng mga libreng electron at positibong virtual na mga particle - mga butas na Depende sa paglaban sa temperatura R (Ohm) t (0C) metal R0 semiconductor Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang bilang ng mga free charge carrier. tumataas ang kondaktibiti ng mga semiconductor, at bumababa ang paglaban. Agos ng kuryente sa mga semiconductor

14 slide

Mga dumi ng donor Ang intrinsic conductivity ng semiconductors ay malinaw na hindi sapat para sa teknikal na aplikasyon ng semiconductors. Samakatuwid, upang madagdagan ang kondaktibiti, ang mga impurities ay ipinapasok sa purong semiconductors (doped), na donor at acceptor Si Si - - - As - - - Si - Si - - Kapag nagdo-doping ng 4-valent silicon Si na may 5-valent arsenic As, isa sa 5 electron ng arsenic ay nagiging libre. Bilang ay isang positibong ion. Walang butas! Ang nasabing semiconductor ay tinatawag na n-type na semiconductor, ang pangunahing tagadala ng singil ay mga electron, at ang arsenic impurity na gumagawa ng mga libreng electron ay tinatawag na donor. Agos ng kuryente sa mga semiconductor

15 slide

Acceptor impurities Ang nasabing semiconductor ay tinatawag na p-type na semiconductor, ang mga pangunahing tagadala ng singil ay mga butas, at ang indium na impurity na gumagawa ng mga butas ay tinatawag na acceptor Kung ang silicon ay doped na may trivalent indium, kung gayon ang indium ay kulang ng isang electron upang bumuo ng mga bond na may silikon. i.e. ang isang butas ay nabuo. Ang karumihan ay butas lamang. Si - Si - In - - - + Si Si - - Electric current sa semiconductors

16 slide

Slide 17

Ang distilled water ay hindi nagdadala ng kuryente. Isawsaw ang isang kristal ng table salt sa distilled water at, bahagyang hinahalo ang tubig, isara ang circuit. Malalaman natin na bumukas ang ilaw. Kapag ang asin ay natunaw sa tubig, lumilitaw ang mga libreng carrier ng kuryente. Agos ng kuryente sa mga likido

18 slide

Paano lumilitaw ang mga libreng carrier ng mga singil sa kuryente? Kapag ang isang kristal ay nahuhulog sa tubig, ang mga molekula ng tubig ay naaakit sa mga positibong sodium ions na matatagpuan sa ibabaw ng kristal sa pamamagitan ng kanilang mga negatibong pole. Sa mga negatibong chlorine ions, ang mga molekula ng tubig ay nagiging mga positibong pole. Agos ng kuryente sa mga likido

Slide 19

Ang electrolytic dissociation ay ang pagkasira ng mga molekula sa mga ion sa ilalim ng pagkilos ng isang solvent. Ang tanging mga mobile charge carrier sa mga solusyon ay mga ions. Ang isang likidong konduktor kung saan ang mga ion lamang ang mga mobile charge carrier ay tinatawag na electrolyte. Agos ng kuryente sa mga likido

20 slide

Paano dumadaan ang kasalukuyang sa electrolyte? Ibaba natin ang mga plato sa sisidlan at ikonekta ang mga ito sa kasalukuyang pinagmumulan. Ang mga plate na ito ay tinatawag na mga electrodes. Ang cathode ay isang plato na konektado sa negatibong poste ng pinagmulan. Ang anode ay isang plato na konektado sa positibong poste ng pinagmulan. Agos ng kuryente sa mga likido

21 slide

Sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng electric field, ang mga positibong sisingilin na ion ay lumilipat patungo sa katod, at ang mga negatibong ion ay lumilipat patungo sa anode. Sa anode, ibinibigay ng mga negatibong ion ang kanilang mga sobrang electron, at sa katod, tinatanggap ng mga positibong ion ang nawawalang mga electron. Agos ng kuryente sa mga likido

Slide 22

Electrolysis Sa cathode at anode, ang mga sangkap na bahagi ng electrolyte solution ay inilalabas. Ang pagpasa ng electric current sa pamamagitan ng isang electrolyte solution, na sinamahan ng mga pagbabagong kemikal ng sangkap at ang paglabas nito sa mga electrodes, ay tinatawag na electrolysis. Agos ng kuryente sa mga likido

Slide 23

Batas ng electrolysis Ang mass m ng substance na inilabas sa electrode ay direktang proporsyonal sa charge Q na dumadaan sa electrolyte: m = kQ = kIt. Ito ang batas ng electrolysis. Ang halaga ng k ay tinatawag na electrochemical equivalent. Ipinakita ng mga eksperimento ni Faraday na ang masa ng sangkap na inilabas sa panahon ng electrolysis ay nakasalalay hindi lamang sa magnitude ng singil, kundi pati na rin sa uri ng sangkap. Agos ng kuryente sa mga likido

24 slide

25 slide

Ang mga gas sa kanilang normal na estado ay mga dielectric dahil binubuo sila ng mga electroly neutral na mga atomo at molekula at samakatuwid ay hindi nagsasagawa ng kuryente. Ang mga katangian ng insulating ng mga gas ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang mga atomo at molekula ng mga gas sa kanilang natural na estado ay neutral, hindi na-charge na mga particle. Mula dito ay malinaw na upang makagawa ng isang gas conductive, kinakailangan sa isang paraan o iba pa na ipakilala dito o lumikha sa loob nito ng mga libreng carrier ng singil - mga sisingilin na particle. Sa kasong ito, posible ang dalawang kaso: alinman sa mga sisingilin na particle na ito ay nilikha sa pamamagitan ng pagkilos ng ilang panlabas na kadahilanan o ipinakilala sa gas mula sa labas - hindi independiyenteng kondaktibiti, o sila ay nilikha sa gas sa pamamagitan ng pagkilos ng electric field. mismong umiiral sa pagitan ng mga electrodes - independiyenteng kondaktibiti. Electric current sa mga gas Electric current sa mga gas

26 slide

Tanging ang mga ionized na gas na naglalaman ng mga electron, positive at negative ions ang maaaring maging conductor. Ang ionization ay ang proseso ng paghihiwalay ng mga electron mula sa mga atomo at molekula. Ang ionization ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura at iba't ibang radiation (X-ray, radioactive, ultraviolet, cosmic rays), dahil sa banggaan ng mabilis na mga particle o mga atomo na may mga atomo at mga molekula ng gas. Ang mga nagresultang electron at ion ay gumagawa ng gas bilang isang konduktor ng kuryente. Mga proseso ng ionization: electron impact thermal ionization photoionization Agos ng kuryente sa mga gas

Slide 27

Mga uri ng mga independiyenteng discharges Depende sa mga proseso ng pagbuo ng mga ions sa discharge sa iba't ibang mga presyon ng gas at mga boltahe na inilapat sa mga electrodes, ilang mga uri ng mga independiyenteng discharges ay nakikilala: glow spark corona arc Electric current sa mga gas

28 slide

Glow discharge Ang glow discharge ay nangyayari sa mababang presyon (sa mga vacuum tube). Ang discharge ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na lakas ng patlang ng kuryente at isang katumbas na malaking potensyal na pagbagsak malapit sa katod. Maaari itong maobserbahan sa isang glass tube na may flat metal electrodes na soldered sa mga dulo. Malapit sa cathode mayroong isang manipis na maliwanag na layer na tinatawag na cathode luminous film Electric current sa mga gas

THERMAL ELECTRON EMISSION. Sa pamamagitan ng pagbomba ng gas mula sa isang sisidlan (tube), posibleng maabot ang isang konsentrasyon kung saan ang mga molekula ng gas ay may oras upang lumipad mula sa isang pader ng sisidlan patungo sa isa pa nang hindi nabangga sa isa't isa. Ang ganitong estado ng gas sa tubo ay tinatawag na vacuum. Ang kondaktibiti ng interelectrode gap sa isang vacuum ay masisiguro lamang sa pamamagitan ng pagpasok ng pinagmumulan ng mga sisingilin na particle sa tubo.

THERMAL ELECTRON EMISSION. Thermionic emission. Kadalasan, ang epekto ng naturang mapagkukunan ng mga sisingilin na particle ay batay sa pag-aari ng mga katawan na pinainit sa isang mataas na temperatura upang maglabas ng mga electron. Ang prosesong ito ay tinatawag na thermionic emission. Maaari itong ituring bilang ang pagsingaw ng mga electron mula sa ibabaw ng metal. Para sa maraming solido, ang thermionic emission ay nagsisimula sa mga temperatura kung saan ang pagsingaw ng substance mismo ay hindi pa nangyayari. Ang mga naturang sangkap ay ginagamit upang gumawa ng mga cathode.

ONE-WAY CONDUCTION. One-way na pagpapadaloy. Ang kababalaghan ng thermionic emission ay humahantong sa ang katunayan na ang isang pinainit na metal na elektrod, hindi katulad ng isang malamig, ay patuloy na naglalabas ng mga electron. Ang mga electron ay bumubuo ng isang elektron na ulap sa paligid ng elektrod. Ang elektrod ay nagiging positibong sisingilin, at sa ilalim ng impluwensya ng electric field ng sisingilin na ulap, ang mga electron mula sa ulap ay bahagyang ibinalik sa elektrod.

ONE-WAY CONDUCTION. Sa estado ng balanse, ang bilang ng mga electron na umaalis sa electrode bawat segundo ay katumbas ng bilang ng mga electron na bumabalik sa electrode sa panahong ito. Kung mas mataas ang temperatura ng metal, mas mataas ang density ng electron cloud. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga temperatura ng mainit at malamig na mga electrodes na selyadong sa isang sisidlan kung saan ang hangin ay lumikas ay humahantong sa one-way na pagpapadaloy ng electric current sa pagitan nila.

ONE-WAY CONDUCTION. Kapag ang mga electrodes ay konektado sa isang kasalukuyang pinagmulan, isang electric field ang lumitaw sa pagitan nila. Kung ang positibong poste ng kasalukuyang pinagmumulan ay konektado sa isang malamig na electrode (anode), at ang negatibong poste sa isang pinainit (cathode), kung gayon ang electric field strength vector ay nakadirekta patungo sa heated electrode. Sa ilalim ng impluwensya ng larangang ito, ang mga electron ay bahagyang umalis sa ulap ng elektron at lumipat patungo sa malamig na elektrod. Ang de-koryenteng circuit ay sarado at isang electric kasalukuyang ay itinatag sa loob nito. Kapag ang pinagmulan ay naka-on sa tapat na polarity, ang lakas ng field ay nakadirekta mula sa pinainit na elektrod patungo sa malamig. Itinutulak ng electric field ang mga electron ng ulap pabalik sa pinainit na elektrod. Mukhang bukas ang circuit.

DIODE. Diode. Ang one-way conductivity ay dati nang malawakang ginagamit sa mga elektronikong aparato na may dalawang electrodes - vacuum diodes, na, tulad ng semiconductor diodes, ay nagsilbi upang maitama ang electric current. Gayunpaman, sa kasalukuyan, ang mga vacuum diode ay halos hindi ginagamit.

1 slide

Pagtatanghal sa pisika sa paksa: Nakumpleto ng mga mag-aaral ng klase 10B: Arkhipova E. Asinovskaya V. Rychkova R.

2 slide

Vacuum gauge Kapag nag-aaral ng mga electrical phenomena, kailangan nating linawin ang kahulugan ng vacuum. Ang vacuum ay isang estado ng gas sa isang sisidlan kung saan ang mga molekula ay lumilipad mula sa isang pader ng sisidlan patungo sa isa pa nang hindi kailanman nagbabanggaan sa isa't isa.

3 slide

Ang kakanyahan ng hindi pangkaraniwang bagay ay ANG UNANG INCALMAGE LAMP - isang kopya ng lampara na naimbento ni T. Edison noong 1879. Kung ang dalawang electrodes ay inilagay sa isang selyadong sisidlan at ang hangin ay tinanggal mula sa sisidlan, kung gayon ang electric current ay hindi lumabas sa isang vacuum. - walang mga electric current carrier. Natuklasan ng Amerikanong siyentipiko na si T. A. Edison (1847-1931) noong 1879 na ang isang electric current ay maaaring lumabas sa isang vacuum glass flask kung ang isa sa mga electrodes sa loob nito ay pinainit sa isang mataas na temperatura. Ang kababalaghan ng paglabas ng mga libreng electron mula sa ibabaw ng mga pinainit na katawan ay tinatawag na thermionic emission.

4 slide

Thermionic emission Sa figure makikita mo na ang diode ay katulad ng isang regular na maliwanag na lampara, ngunit bilang karagdagan sa tungsten spiral na "K" (cathode), naglalaman din ito ng karagdagang electrode "A" (anode) sa itaas na bahagi. Ang hangin ay pumped out mula sa glass diode bulb sa isang malalim na vacuum. Ang diode ay konektado sa serye sa isang circuit na binubuo ng isang ammeter at isang kasalukuyang pinagmulan (tanging ang "+" at "-" na mga terminal nito ay ipinapakita sa figure). Thermionic emission. Ito ay tinatawag na kababalaghan ng paglabas ng mga electron ng mga pinainit na katawan. Upang maging pamilyar sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, isaalang-alang ang isang eksperimento sa isang espesyal na tubo ng elektron - isang vacuum diode.

5 slide

Ang graphic na pagtatalaga ng isang vacuum diode Ang tatlong-electrode lamp ay mga triode. Ang isang triode ay naiiba sa isang diode sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang ikatlong elektrod - isang control grid, na ginawa sa anyo ng isang wire spiral na inilagay sa puwang sa pagitan ng katod at anode. Upang bawasan ang kapasidad ng throughput, nilikha ang apat na electrode lamp - tetrodes Diodes, Triodes, Tetrodes

6 slide

Application Ang mga electric current sa vacuum ay may malawak na hanay ng mga aplikasyon. Ang mga ito ay lahat, nang walang pagbubukod, mga radio tubes, charged particle accelerators, mass spectrometers, microwave vacuum generators, gaya ng magnetrons, travelling wave tubes, atbp. Travelling wave lamp Radio lamp 1 - cathode heater filament; 2 - katod; 3 - kontrolin ang elektrod; 4 - pagpapabilis ng elektrod; 5 - unang anode; 6 - pangalawang anode; 7 - conductive coating (aquodag); 8 - vertical beam deflection coils; 9 - pahalang na beam deflection coils; 10 - electron beam; 11 - screen; 12 - output ng pangalawang anode. Kinescope