Газдардағы электр тогы.

Газдарға сырттан өте күшті электр өрісін түсірген кезде оларда электр тогі басталады. Газдарда ток тасымалдаушылар-иондар және электрондар болып табылады. Газдардағы және вакуумдағы токты электр разряды деп атайды. Электронды атомнан жұлып алу ионизация деп, ал керісінше процесс рекомбинация деп аталады.

Ионизация кезінде жұмсалатын энергия – байланыс энергиясы, рекомбинация кезінде жарық түрінде бөлініп шығады. Иондатқыштың әсерінен ғана пайда болатын разряд иондатқышты кетіргенде өшіп қалатын болса, онда бұл өзіндік емес разряд деп аталады. Иондатқыш дегеніміз: қуатты қыздыру, қысқа толқынды электромагниттік сәулелер , корпускулярлық ағындар-электрондар, протондар не -бөлшектер ағындары болуы мүмкін.

Электрлік өрістің әсерінен болатын разряд-дербес разряд деп аталады. Ионизация мен рекомбинация қатар болатындықтан газ жарық шығарады және газ қатты қызады.

Дербес разряд түрлері: солғын разряд, тәждік разряд, ұшқындық және доғалық разрядтар. Олардың сыртқы көрінісі де, өту шарттары, процесстері де әртүрлі.

Разряд облысында иондалу процесстері қуатты болса, газдың не заттың 4-ші түрі – плазма пайда болады. Оның қасиеттері кей жағдайда газдардағыдай болғанмен, магнит өрісі түсірілгенде ерекшеліктер байқатады.

Сұйықтардағы электр тогы.

Көптеген сұйықтардың түрлері электр тогін нашар өткізеді. Бірақ кейбір ертінділер токты жақсы өткізеді, сол себепті оларды 2-ті текті өткізгіштер деп атайды. Ерітінділер арқылы ток өткізгенде электродтарда ерітінділердің құрамдас заттары бөлініп шығады. Бұл құбылыс электролиз деп аталады. Кейде екінші реттік реакциялар нәтижесінде электродтарда еріген заттың емес,- еріткіштің құрамдас бөліктері бөлініп шығады. Ерітіндінің токты жақсы өткізуінің себебі: молекулалардың суда оң және теріс зарядтарға бөлінуі – электролиттік диссоциация болып табылады. Электролиттен өтетін ток оны қыздырады, сондықтан токтың тығыздығы онша жоғары болмағаны тиіс. Ток тасымалдаушылар оң және теріс иондар, электрондар болып табылады.

Электролиздің негізгі заңдарын 1834 жылы Фарадей тәжірибе жүзінде анықтады. Фарадейдің бірінші заңы: Электродтарда бөлініп шыққан зат мөлшері электролиттен өтіп шыққан заряд мөлшеріне пропорционал:

- заттың электрохимиялық эквиваленті.

Фарадейдің екінші заңы: электрохимиялық эквивалент осы заттың иондарының А мольдік массасына пропорционал және оның валентігіне кері пропорционал:

барлық заттар үшін бірдей, оны Фарадей тұрақтысы деп атайды. .

Электролиздің көмегімен көптеген металды таза күйінде бөліп шығаруға болады ( Na, Mg, Ca, Al және т.б.). Металдарды зиянды қоспалардан тазартады (рафинирование). Бір металды заттардың бетін басқа заттармен қаптайды (гальваностегия). Арнайы кейбір денелердің копия (үлгілерін) алуға болады (гальванопластика).

Әсіресе химиялық ток көздері деп аталатын құрылғылардың маңызы жоғары: гальвани элементтері, аккумуляторлар. Оларда химиялық энергия – электр тогі энергиясына айналады.

Металдардың электр өткізгіштігі.

Металдардың электрөткізгіштігінің негізгі зеңдарын Друденің классикалық электрондық теория түсіндірді. Осы теорияға сәйкес металдарда сыртқы электр өрісінің әсерінен электрондардың бағытталған қозғалысы басталады. Заттардың электрөткізгіштігі электронды газдың кристалл торымен әсерлесуі арқылы түсіндіріледі. Ом, Джоуль-Ленц, Видеман – Франц заңдары және т.б.заңдар осы модельдің негізінде дұрыс түсіндірілді. Металдардың электр өткізгіштігінің табиғатын бірнеше тәжірибе растап көрсетті:

1. Рикке тәжірибесі – токты тасымалдаушы атом не молекула еместігін көрсетті.

2. Мандельштам – Папалекси тәжірибесі заряд тасымалдаушылардың инерттігі болатындығын көрсетті (1913 жыл).

3. Толмен – Стьюарт тәжірибесі: заряд тасымалдаушының зарядының массасына қатынасын және заряд таңбасын анықтап береді (1916 жыл).

Бірақ кейбір электрөткізгіштік қасиеттерді классикалық электрондық теория түсіндіре алмады. Классикалық электрондық теория - өткізгіштіктің температураға тәуелділігін, асқын өткізгіштік құбылысын түсіндіре алмады. Металдардың жылу сыйымдылығын табуда, электрондардың еркін жүру жолдарын есептеуде дұрыс нәтиже бере алмайды.

Диэлектрик, шала өткізгіштер мен металдардың электр өткізгіштігін зоналық теория негізінде түсіндірген ыңғайлы. Әрбір затта энергетикалық зоналар болады. Рұқсатты және тыйым салынған зоналар. Заттардың электрлік қасиеттері осы зоналардың толтырылуына және арақашықтарына тәуелді.