Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
электр.docx
Скачиваний:
279
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
3.77 Mб
Скачать

2.2. Сұйықтардағы электр тогы

     электролиттер – тұздардың, қышқылдардың,  сілтілердің судағы  және басқа еріткіштердегі ерітінділері. электролиттерде  заряд тасушылар – оң және теріс иондар. иондар тұрақты ток көзінің теріс полюсіне қосылған электрод –катод пен оң полюсіне қосылған электрод –анодтың арасындағы электр  өрісінің ықпалымен ретті  қозғалысқа келеді.  оң иондар – катиондар (металдар ионы мен сутегі иондары) – катодқа қарай өріс бағытымен, теріс иондар – аниондар  (қышқылдық қалдықтар мен гидроксилдік топтар ионы) – анодқа қарай өріске қарсы қозғалады.

     электролиз – электролит арқылы ток өткенде электродтарда ерітіндінің құрамдас заттарының немесе екінші ретті реакция өнімдерінің бөлініп шығуы.

     фарадейдің бірінші заңы: электролиз кезінде электродта бөлініп шығатын заттың массасы электролит арқылы тасымалданған зарядқа тура пропорционал болады.

.                                      (104)

 

     заттың электрхимиялық эквиваленті   –  электролит арқылы бірлік заряд өткенде электродта бөлініп шығатын зат массасына тең шама.электрхимиялық эквиваленті   заттың химиялық табиғатымен анықталатын шама.

     фарадейдің екінші заңы: заттың электрхимиялық эквиваленті оның химиялық эквивалентіне пропорционал болады:

.                                                    (105)

 

     ионның химиялық эквиваленті  – заттың мольдік массасының валенттігіне қатынасы:                

  (106)

     фарадей саны f – электродта шамасы бір химиялық эквивалентке тең зат массасы бөлініп  шығуға қажет электролит арқылы өтетін электр зарядына тең шама.

     фарадейдің біріккен заңы: электрхимиялық эквиваленттің химиялық эквивалентке қатынасы

                                           (107)

 

     кез келген ионның электр заряды:

                                           (108)

мұндағы  z – ионның валенттігі, f – фарадей саны, na – aвогадро саны, e – элементар заряд.

     иондардың қозғалыс бағытына перпендикуляр кез келген қимадағы ток тығыздығы оң және теріс ион токтарының тығыздықтарының қосындысына тең:

,

мұнда :   және ,

  пен   – оң және теріс иондардың зарядтары;

  пен   – оң және теріс иондардың концентрациялары;

 пен   – оң және теріс иондардың реттелген қозғалыстарының (электр өрісі ықпалымен дрейфі) орташа жылдамдықтары.

иондардың орташа дрейф жылдамдықтары электр өрісі   кернеулігіне пропорционал:

мұндағы   және   иондардың қозғалғыштығы.

     электролиттегі ток тығыздығы үшін ом заңының формуласы:

                              (109)

 

2.3. Газдардағы электр тогы

     газ разряды – электр тогының газ арқылы өтуі. қалыпты жағдайда газ еркін заряд тасушылар жоқ болғандықтан ток өткізбейді.

     газдың иондануы (ионизациясы) – газдың бейтарап молекулалары мен атомдарының иондар мен еркін электрондарға бөлшектенуі.

     иондауыштардың мүмкін түрлері – газды аз уақыт аралығында өте жоғары температураға дейін қыздыруға қабылетті заттар ( аса жоғары жылдамдықты молекулалардың  өзара соқтығысынан бөлшектену  басталады), қысқа толқынды электрмагнитті сәулелер (ультракүлгін, рентген, және сәулелер), корпускулдық сәулелену (жоғарғы жылдамдықты электрондар ағыны, протондар ағыны,  –бөлшектер) және т.б. иондаушылар.

     иондану энергиясы – молекуладан (атомнан) электронды жұлып алуға қажетті жұмысқа тең энергия (әртүрлі заттар үшін ≈4-25 эв).

     иондану интенсивтілігі (қарқындылығы) – газдың бірлік көлемінде бірлік уақытта пайда болатын зарядтары қарсы таңбалы бөлшектердің жұптарының санымен анықталатын шама.

     рекомбинация – иондану процесіне кері процесс: оң және теріс иондар, оң иондар мен электрондар  қайта қосылып бейтарап молекулалар мен атомдар түзеді.

     газ разрядының сипатын анықтаушы параметрлер – газдың химиялық құрамы, температурасы мен қысымы, электродтардың материалы, конфигурациясы мен өлшемдері, электродтар арасына берілген кернеу, газдың тығыздығы.

     өзіндік емес газ разряды – сыртқы иондауыштардың үздіксіз әсерінен электр тогының газ арқылы өтуі.

     өзіндік газ разряды – электродтар арасына берілген кернеу есебінен, яғни электр өрісінің ықпалымен иондардың пайда болып, электр тогының газ арқылы өтуі. токтың өту процесіне сыртқы иондауыштың  қосымша әсері қажет емес, заряд тасушылар соққы иондану есебінен үздіксіз толығып отырады.

      өзіндік газ разрядының түрлері: солғын разряд, ұшқынды разряд,    доғалық разряд,  тәж разряды.     

     плазма – өте жоғары дәрежеде иондалған квазибейтарап газ. мұндай күйде оң және теріс зарядтардың көлемдік тығыздықтары абсолют шамасы бойынша бірдей болады:

 

      газдық разрядты плазма – газ разрядында пайда болатын плазма.

     плазманың иондану дәрежесі  – бірлік көлемде иондалған атомдардың плазмадағы барлық атомдар санына қатынасына тең шама. иондану дәрежесіне қарай плазма шартты түрде әлсіз иондалған, қалыпты иондалған және толық иондалған болып бөлінеді.

     изотермдік емес  плазма – бөлшектердің ( электрондар, иондар, атомдар) жылулық қозғалысының орташа жылдамдықтары   әртүрлі термодинамикалық тепе-теңдіксіз плазма.  изотермдік емес  плазманы ң берілген көлемін температураның нақты бір мәнімен сипаттау мүмкін емес. сондықтан бөлшектің әр түрі өз температурасы болатын квазитепе-тең күйде болады деп жуықтап жорамалдану қабылданған. сәйкесінше, электрондық температура  және иондық температура 

деген ұғымдар қолданылады. иондық температураның мәніне қарай плазма төменгі температуралы (және аса жоғары температуралы () болып бөлінеді.

     плазмадағы зарядты бөлшектердің өзара кулондық алыстан әсерлесуі арқылы жаңа сапалық ерекше қасиеттерді – заттың төртінші агрегаттық күйін –түсіндіруге мүмкіндік береді.

 

плазманың маңызды  қасиеттері:

1. жоғары электр өткізгіштігіне байланысты сыртқы электр  және магнит өрістерімен күшті әсерлеседі;

2. өздерінің тудырған электр және магнит өрістері арқылы плазма бөлшектері ерекше өзара топтық әсерлесу (аса көп бөлшектердің бір мезгілде өзара әсерлесуі ) күйінде болады;

3. ерекше өзара топтық әсерлесу нәтижесінде плазма аса жоғары серпімді орта дәрежесіне жетеді, яғни әртүрлі тербелістер мен толқындар тез қозады және тез таралады. мысалы, плазманың лэнгмюрлік толқындары;

4. сыртқы магнит өрісінде плазманың табиғаты диамагнетик ортаның сипатына ұқсас болады;

5. толық иондалған плазманың меншікті электрлік өткізгіштігі оның тығыздығынан тәуелсіз болады. меншікті электрлік өткізгіштігі термодинамикалық температураның өсуіне пропорционал және  температурада плазманы идеал өткізгіш  санатына қосуға болады ().