Урок 25. Струм у вакуумі

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Струм у вакуумі та його застосування.
2. Електронні пучки та їх властивості.
3. Електронно-променева трубка.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
1. Підручник (К.): вивчити §21(2). № 869(Р.)
2. Підготуватися до КР №2 >>>

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Відеоматеріали >>>

Урок 24. Напівпровідникові прилади та їх застосування.

НА УРОЦІ  РОЗГЛЯНУЛИ
1. Напівпровідниковий тріод (транзистор).
2. Термістор (терморезистор).
3. Застосування транзисторів
4. Застосування напівпровідників.

  ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Підручник (К.): вивчити §23; №№853,855(Р.).

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
Відеоматеріали >>>
Відео про напівпровідники >>>

Урок 22. Електропровідність напівпровідників та її види

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ 
  1. Електропровідність  напівпровідників та її види.
  2. Власна провідність напівпровідників.
  3. Домішкова провідність.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 
  1.  Підручник (К.): опрацювати §§22.   №№


ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

Урок 21. Електричний струм у газах та його використання

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ 
1. Газовий розряд
2. Іонізація газу.
3. Два види газового розряду: несамостійний і самостійний.
4. Види самостійного розряду:
             тліючий;
             іскровий;
             дуговий;
             коронний.
5. Плазма.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 
  1.  Підручник (К.): опрацювати §§21(4).   №№


ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

1. Відеоролики >>>
2. Інтернет-урок >>>
3. Конспект

Гази. Гази за нормальних умов погано проводять електричний струм,

тобто є ізоляторами. Газ складається з нейтральних атомів і молекул. Внаслідок зовнішніх дій (опромінювання ультрафіолетовим, рентгенівським, радіоактивним випромінюванням, нагрівання і т.д.) газ іонізується, тобто від атомів і молекул відриваються електрони. Внаслідок іонізації утворюються позитивні іони і електрони. Коефіцієнт іонізації ? називають відношення числа іонів N, що виникли, до числа молекул газу N₀ в даному об’ємі.

Поряд з іонізацією відбувається зворотній процес – рекомбінація, тобто об’єднання іона і електрона в нейтральну молекулу або атом.

Енергію, яку потрібно затратити для іонізації газу, називають енергією іонізації. Для різних газів енергія іонізації має різне значення і залежить від будови атома чи молекули. Необхідна умова іонізації – надання електронам значної швидкості: , де А_і - робота іонізації, m i V – відповідні швидкість і маса електронів.

Процес проходження струму через газ називають газовим розрядом. Газовий розряд, який відбувається під дією іонізатора, називається несамостійним (ділянка 0 – 2).

Вольт – амперна характеристика (залежність сили струму в колі від напруги) має такий вигляд (Рис. 37).

При несамостійному газовому розряді закон Ома не справджується (не існує пропорційної залежності між силою струму і прикладеною напругою). Починаючи з деякої напруги, сила струму не змінюється, настає насичення.

Струм насичення – це такий струм, під час якого всі заряджені частинки досягають електродів. Щоб збільшити струм насичення, треба збільшити дію іонізатора. Починаючи з деякої напруги, розряд продовжується після припинення дії іонізатора (ділянка 2-3). Такий розряд називається самостійним. Під впливом сильного електричного поля відбувається ударна іонізація електронів. Існують такі типи самостійного розряду: тліючий, коронний, іскровий, дуговий.

Тліючий розряд виникає при низьких тисках (. Він виникає внаслідок ударної іонізації газу в трубці і додаткового вибивання електронів з катода позитивними іонами. Тліючий розряд використовується в газосвітних трубках для оформлення реклам, в лампах денного світла, в газових лазерах.

Коронний розряд (у самому електричному полі) виникає поблизу зарядженого гострого провідника. Він спостерігається при атмосферному тиску навколо проводів високовольтної лінії. Чим вища напруга, тим товщим має бути провід. У техніці коронний розряд використовують в електрофільтрах, призначених для очищення промислових газів від домішок. Коронний розряд призводить до втрати енергії.

Іскровий розряд виникає у разі великої напруженості електричного поля (30000 В/см). Між електродами виникає електрична іскра, яка має вигляд дуже яскравої смуги складної форми.

Іскровий розряд має переривчастий характер, бо після пробою напруга на електродах значно спадає через те, що проміжок між електродами коротко замикається. Прикладом іскрового розряду є блискавка, пробій діелектрика.

Дуговий розряд. Якщо в колі є потужне джерело, то іскру можна перетворити в електричну дугу. Дуга виникає, якщо привести в контакт, а потім поступово розсовувати два вугільні електроди, які перебувають під напругою. Дуговий розряд виникає тоді, коли внаслідок нагрівання катода основною причиною іонізації газу є термоелектронна емісія – випромінювання електронів дуже нагрітими тілами. Дуговий розряд використовують під час зварювання металів, для освітлення, в дугових електропечах.

Плазма – це повністю іонізований газ, в якому концентрація позитивно і негативно заряджених частинок практично однакові (газорозрядна плазма, іоносфера, міжзоряне середовище).

Плазма з температурою 10⁶ К і більше – гаряча плазма (зорі). Газорозрядну плазму використовують у магнітогідродинамічних генераторах (МГД – генератори) електроенергії для прямого перетворення внутрішньої енергії іонізованого газу в електроенергію.

Урок 20. Електричний струм у рідинах та його використання

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНУЛИ 
   1. Електроліти.
   2. Дисоціація.
   3. Електричний струм в електролітах.
   4. Закони електролізу (закони Фарадея).
   5. Хімічний еквівалент речовини.
   6. Застосування електролізу.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 
1.  Підручник (К): опрацювати §21(3).
2.  №№75,69,58

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
1. Матеріали до уроку >>>
2. Електричний струм у рідинах

Електроліти – це речовини, електричний струм у яких завжди супроводжується їх хімічними змінами. Це розчини солей, кислот і лугів у воді. У таких розчинах постійно відбувається розпад молекул на іони. Цей процес називається електролітичною дисоціацією. Внаслідок дисоціації в розчині утворюються позитивні (катіони) іони металів і водню, та негативні (аніони) іони кислотних залишків і гідроксильної групи. У стані динамічної рівноваги розчин характеризується ступенем дисоціації  – відношенням числа n молекул, які дисоціювали на іони, до загального числа n₀ молекул речовини:

При підвищенні температури питомий опір електроліту зменшується, а питома провідність збільшується. 

Проходження електричного струму через електроліт супроводжується явищем електролізу – виділення на електродах речовин, що входять до складу електроліту. Англійський фізик М. Фарадей в 1833 р установив закони електролізу.

Перший закон електролізу: маса m речовини, яка виділяється на електроді, пропорційна електричному заряду Q, що пройшов через електроліт:

( І=Q/t – сила пропорційного струму, що проходить через розчин за час t).

k – електрохімічний еквівалент речовини, який дорівнює масі речовини, що виділилася на електроді під час проходження через електроліт заряду в 1 Кл.

Другий закон електролізу: електрохімічний еквівалент речовини пропорційний їх хімічному еквіваленту: 

,

де М – молярна маса, F – стала Фарадея,

F = 9,65·10⁷ Кл/кг ? 96500 Кл/моль.

      - об’єднаний закон електролізу Фарадея.

Електроліз використовують для добування чистих металів, покриття металевим шаром виробів з металів (гальваностегія), електролітичного полірування (гальванопластика).

Урок 19. Електричний струм у металах та його використання (13.10)

НА УРОЦІ РОЗГЛЯНЕМО
1. Електронна провідність металів.
2. Експериментальне доведення природи носіїв зарядів у металах:
          - дослід Рікке.
          - дослід Мандельштамма і Папалексі.
          - дослід Стюарта і Толмена.
3. Швидкість упорядкованого руху електронів у металевому провіднику.
4. Надпровідність.

 ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
       Матеріали до уроку >>>

Носіями струму в металах є вільні електрони. Електрони, розміщені на зовнішній оболонці, слабко зв’язані з ядром атома. Їх називають зовнішніми або валентними електронами, оскільки вони визначають властивість даного елемента – здатність його атомів входити в хімічний зв’язок з певним числом інших атомів.

Валентні електрони кожного атома металу мають здатність вільно рухатись в межах даного кристалічного тіла. Сукупність вільних електронів можна розглядати як електронний газ, що має властивості деякого ідеального газу. Якщо ж електричне поле відсутнє, вільні електрони рухаються хаотично. У зовнішньому електричному полі напруженістю  на кожний електрон діє сила еВ, яка примушує електрони рухатися в одному напрямі, тобто виникає електричний струм. Опір металів обумовлений дефектами решітки і тепловими коливаннями решітки. Під час охолодження деяких металів і сплавів нижче певної критичної температури їх опір наближується до нуля. Це явище називають надпровідністю. Явище надпровідності відкрив у 1911 р. голландський фізик Г. Камерлінг – Оннес, вивчаючи електропровідність ртуті при низьких температурах ( 4,1 К ).

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ 

 1. Підручник (Кор.): §21(1) 

 2. №№775,789 (Р.) 

Струм у вакуумі та його застосування

 ОСНОВНІ ПИТАННЯ УРОКУ

1. Поняття про вакуум.
2. Термоелектронна емісія.
3. Струм у вакуумі та його застосування.
4. Двохелектродна лампа (діод).
5. Електронні пучки та їх властивості.
6. Електронно-променева трубка.

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник: § 21(2)
 2. Задача. У діоді електрон підлітає до анода, маючи швидкість 8Мм/с. Знайти анодну напругу.
 3. Підготуватися до КР №2.

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 1.Кінофрагмент "Термоелектронна емісія"


 2. Інтернет-урок "Електричний струм у вакуумі"


3. Відео "Струм у вакуумі"


 4. Відео "Термоелектронна емісія"


5. Відео "Електронно-променева трубка".

 6. Відео "Електронно-променева технологія".

 7.Анімація "Робота ЕПТ"

Готуємося до контрольної роботи

 ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ

Електричний струм у різних середовищах

№ 1. Опір напівпровідників:
а) зростає із підвищенням температури;
б) зменшується під дією світла;
в) зменшується під дією температури і під дією світла.
№ 2. Основними носіями зарядів у газах є …
а) електрони;
б) іони;
&в) дірки і електрони.
№ 3. Як зміниться сила струму та опір у напівпровідниках при підвищенні температури ?
а) струм збільшиться, а опір зменшиться;
б) струм і опір збільшаться;
в) струм зменшиться, а опір збільшиться.
№ 4. Який із елементів використовується у напівпровідниках як донорні домішки ?
№ 5. Як зміниться маса речовини, яка відкладається на електроді, якщо збільшити струм через електроліт в 4 рази ?
№ 6. До якого виду газового розряду можна віднести блискавку ?
№ 7. Як називається процес утворення носіїв заряду в напівпровідниках при нагріванні ?
№ 8. Нікелювання поверхні площею 24 см2 відбувається при силі струму 0,15 А. Скільки часу тривало нікелювання, якщо товщина шару нікелю 0,4 мм ? Якщо k= 3,04 · 10-7 кг/Кл, ρ= 8900 кг/м3.
№ 9. Напруга між катодом та анодом у вакуумній трубці дорівнює 2 кВ. Якої швидкості досягає електрон у вакуумній трубці ?

Напівпровідникові прилади та їх застосування

 ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ



1. Відео "Застосування транзисторів"


 2. Відео "Застосування напівпровідників"


 3. Відео "Транзистори та їх застосування "


 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник: § 23.
 2. Підготуватися до самостійної роботи - 03.11 та до КР №2

 КОНТРОЛЬНА РОБОТА №2 - 5 ЛИСТОПАДА

Електронно-дірковий перехід. Напівпровідниковий діод

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ

 1. Електронно-дірковий перехід та його властивості.
 2. Напівпровідниковий діод.
 3. ЛР №3 "Дослідження електричного кола з напівпровідниковим діодом".


 1. Відео "p-n перехід"


 2. Відео "Напівпровідниковий діод"

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник: § 23.
 2. Виконати домашню ЛР. "Зняття V-A хар-ки напівпровідникового діода"

Електричний струм у газах

     ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ



 1. Відео "Електричний струм у газах".

2. Інтернет-урок "Електричний струм у газах".

 3. Відео "Електричний струм у газах".

 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник: § 21(4).

Електричний струм у рідинах

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ
 1. Електроліти.
 2. Електричний струм в електролітах.
 3. Дисоціація.
 4. Закони електролізу (закони Фарадея).
 5. Хімічний еквівалент речовини.
 6. Застосування електролізу.


 ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Підручник: § 21(3).
 2. Задачі з інтернет-урока "Розв’язування задач з теми "Електричний струм у рідинах"."

 3. Переглянути відео.


 1. Відео "Струм у розчинах і розплавах електролітів".

 2. Інтернет-урок "Електричний струм у рідинах".

3. Відео "Електроліт".


 4. Відео "Гальванопластика: міднення троянди".


 5. Інтернет-урок "Розв’язування задач з теми "Електричний струм у рідинах"."

Електричний струм у металах

ГОТУЄМОСЯ ДО УРОКУ



 1. Інтернет-урок "Електричний струм у металах"


 2. Відео: Електричний струм у металах


Питання для самоперевірки.
1. Назвіть речовини, що є провідниками електричного струму.
2. Які потрібні умови для існування електричного струму в провідниках.
3. Що називають електричним струмом у металах?
4. Чим зумовлено електропровідність металів?
8. За якою формулою визначають силу струму в провіднику?
9. Яка залежність струму в провіднику від напруги? Побудуйте графік цієї залежності.
10. Який характер залежності опору металів від температури? Побудуйте графік цієї залежності. Поясніть цю залежність з погляду електронної теорії.
11. Наведіть формулу залежності питомого опору провідника від температури.
12. Що називають температурним коефіцієнтом опору? Який його фізичний зміст?
13. Побудуйте графік залежності питомого опору від температури.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 1. Підручник: § 21(1)
 2. Задача
 До якої температури треба охолодити мідний провід, щоб його опір зменшився на 20 %? Початкова температура дорівнює 0 °С.