Підбиваємо підсумки розділу 1 «Електричний струм у різних середовищах»

Ви довідалися, що майже в кожному середовищі може існувати електричний струм, але вільні носії заряду й умови їх появи є різними в різних середовищах.

1. Ви згадали про електричний струм у металах і дізналися, чому метали завжди проводять електричний струм і є найкращими провідниками.
Електричний струм у металах — напрямлений рух вільних електронів
↓ ↓ ↓

Вільні носії заряду

Вільні електрони, які в металах є завжди, адже валентні електрони в атомах металів слабко утримуються ядром і легко стають вільними

Залежність від температури

Питомий опір металів зі збільшенням температури збільшується майже лінійно: [latex]\small\rho=\rho_0\left(1+\alpha t\right)[/latex], де α — температурний коефіцієнт електричного опору

На залежності опору металів від температури ґрунтується дія термометрів опору
↓

За температури, близької до 0 К, певні метали переходять у надпровідний стан

2. Ви дізналися: якщо електроліти розчинити або розплавити, то вони починають проводити електричний струм.
Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів — напрямлений рух позитивних і негативних йонів
↓ ↓ ↓

Вільні носії заряду

Вільні позитивні й негативні йони, які з’являються в розчинах завдяки електролітичній дисоціації

Залежність від температури

Питомий опір зі збільшенням температури зменшується

Під час проходження електричного струму крізь розчин електроліту на електродах (катоді й аноді) виділяються речовини, яких не було в розчині, — процес електролізу

Перший закон Фарадея для електролізу

Застосування електролізу
↓ ↓ ↓ ↓ ↓

[latex]\small m = kq[/latex] або [latex]\small m = kIt[/latex], де k — електрохімічний еквівалент речовини

Рафінування — очищення

Виробництво металів

Виробництво водню

Гальваностегія — покриття виробу

Гальванопластика — отримання копій

3. Ви з’ясували, що за певних умов гази можуть стати провідниками.

Електричний струм у йонізованому газі (газовий розряд) — напрямлений рух вільних електронів, позитивних і негативних йонів
↓ ↓

Вільні носії заряду

Вільні електрони і позитивні йони, які з’являються завдяки йонізації, та незначна кількість вільних негативних йонів

Види газових розрядів
↓ ↓

Несамостійний відбувається тільки за наявності зовнішнього йонізатора

Самостійний відбувається без дії зовнішнього йонізатора

4. Ви довідалися, що електричний струм може існувати навіть у вакуумі.

Електричний струм у вакуумі — напрямлений рух вільних електронів
↓ ↓

Вільні носії заряду

Вільні електрони, які з’являються в результаті електронної емісії, наприклад термоелектронної

Електровакуумні пристрої
↓ ↓

Вакуумний діод має однобічну провідність

Рентгенівська трубка випромінює рентгенівські промені

5. Ви виявили, що напівпровідники широко застосовують в електроніці.

Електричний струм у напівпровідниках —
напрямлений рух вільних електронів і дірок
↓ ↓

Вільні носії заряду

Вільні електрони і дірки (точніше — вільні та зв’язані електрони, адже рух зв’язаних електронів має вигляд руху вакантних місць — дірок)

Види провідності напівпровідників
↓ ↓

Власна провідність

✔ зумовлена наявністю однакової кількості вільних електронів і дірок;
✔ суттєво зростає зі збільшенням температури та освітленості

Домішкова провідність

✔ зумовлена наявністю домішок;
✔ напівпровідники з донорними домішками (n-типу) мають переважно електронну провідність; з акцепторними домішками (p-типу) — переважно діркову провідність
 

Ділянка контакту двох напівпровідників із різними типами провідності — дірковою (напівпровідник p-типу) та електронною (напівпровідник n-типу) — це електронно-дірковий перехід (p-n-перехід). Він має однобічну провідність.

Тестові завдання