ஒரு குறிப்பிட்ட வலிமையின் மின்சாரம். நேரடி மின்சாரம்

« இயற்பியல் - 10ம் வகுப்பு"

மின்சாரம்- சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கப்பட்ட இயக்கம். மின்னோட்டத்திற்கு நன்றி, அடுக்குமாடி குடியிருப்புகள் ஒளிரும், இயந்திர கருவிகள் இயக்கத்தில் அமைக்கப்பட்டன, மின்சார அடுப்புகளில் பர்னர்கள் சூடாகின்றன, வானொலி இயங்குகிறது, முதலியன.

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கப்பட்ட இயக்கத்தின் எளிய வழக்கைக் கருத்தில் கொள்வோம் - நேரடி மின்னோட்டம்.

எலெக்ட்ரிக் சார்ஜ் எலிமெண்டரி என்று அழைக்கப்படுகிறது?
அடிப்படை மின் கட்டணம் என்ன?
ஒரு கடத்தி மற்றும் மின்கடத்தா ஆகியவற்றில் உள்ள கட்டணங்களுக்கு என்ன வித்தியாசம்?

ஒரு கடத்தியில் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் நகரும் போது, ​​பரிமாற்றம் ஏற்படுகிறது மின் கட்டணம்ஒரு புள்ளியில் இருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு. இருப்பினும், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் ஒரு உலோகத்தில் இலவச எலக்ட்ரான்கள் போன்ற சீரற்ற வெப்ப இயக்கத்திற்கு உட்பட்டால், கட்டணம் பரிமாற்றம் ஏற்படாது (படம் 15.1, a). ஒரு கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு, சராசரியாக, அதே எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்களை இரண்டு எதிர் திசைகளில் கடக்கிறது. சீரற்ற இயக்கத்துடன், எலக்ட்ரான்கள் இயக்கிய இயக்கத்தில் பங்கேற்றால் மட்டுமே மின் கட்டணம் ஒரு கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு வழியாக மாற்றப்படுகிறது (படம் 15.1, b). இந்நிலையில் கண்டக்டர் செல்வதாக கூறுகின்றனர் மின்சாரம் .

மின்னோட்டம் என்பது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட (இயக்கப்பட்ட) இயக்கமாகும்.

மின்சாரம் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையைக் கொண்டுள்ளது.

மின்னோட்டத்தின் திசை நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கத்தின் திசையாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது.

நீங்கள் ஒட்டுமொத்த நடுநிலை உடலை நகர்த்தினால், அதிக எண்ணிக்கையிலான எலக்ட்ரான்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் இருந்தபோதிலும் மற்றும் அணுக்கருக்கள், மின்சாரம் ஏற்படாது. வெவ்வேறு குறிகளின் கட்டணங்கள் ஒரே சராசரி வேகத்தில் நகரும் என்பதால், எந்த குறுக்குவெட்டு வழியாக மாற்றப்படும் மொத்த கட்டணம் பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருக்கும்.

மின்னோட்டத்தின் திசையானது மின்னழுத்த திசையன் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது மின்சார புலம். எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கத்தால் மின்னோட்டம் உருவாகினால், மின்னோட்டத்தின் திசையானது துகள்களின் இயக்கத்தின் திசைக்கு நேர்மாறாகக் கருதப்படுகிறது.

தற்போதைய திசையின் தேர்வு மிகவும் வெற்றிகரமாக இல்லை, ஏனெனில் பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் மின்னோட்டம் எலக்ட்ரான்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்தைக் குறிக்கிறது - எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள். உலோகங்களில் இலவச எலக்ட்ரான்கள் பற்றி எதுவும் தெரியாத நேரத்தில் தற்போதைய திசையின் தேர்வு செய்யப்பட்டது.

மின்னோட்டத்தின் செயல்.

கடத்தியில் உள்ள துகள்களின் இயக்கத்தை நாம் நேரடியாகப் பார்ப்பதில்லை. மின்னோட்டத்தின் இருப்பு அதனுடன் வரும் செயல்கள் அல்லது நிகழ்வுகளால் தீர்மானிக்கப்பட வேண்டும்.

முதலாவதாக, மின்னோட்டம் பாயும் கடத்தி வெப்பமடைகிறது.

இரண்டாவதாக, மின்சாரம் மாறலாம் இரசாயன கலவைகடத்தி: எடுத்துக்காட்டாக, அதன் வேதியியல் கூறுகளை தனிமைப்படுத்துதல் (ஒரு கரைசலில் இருந்து தாமிரம் செப்பு சல்பேட்முதலியன).

மூன்றாவதாக, மின்னோட்டம் அண்டை நீரோட்டங்கள் மற்றும் காந்தமாக்கப்பட்ட உடல்கள் மீது ஒரு சக்தியை செலுத்துகிறது. மின்னோட்டத்தின் இந்த செயல் அழைக்கப்படுகிறது காந்தம்.

இவ்வாறு, மின்னோட்டத்தை சுமந்து செல்லும் கடத்திக்கு அருகில் ஒரு காந்த ஊசி சுழல்கிறது. மின்னோட்டத்தின் காந்த விளைவு, வேதியியல் மற்றும் வெப்பத்திற்கு மாறாக, முக்கியமானது, ஏனெனில் இது விதிவிலக்கு இல்லாமல் அனைத்து கடத்திகளிலும் தன்னை வெளிப்படுத்துகிறது. இரசாயன நடவடிக்கைமின்னோட்டம் கரைசல்கள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் உருகலில் மட்டுமே காணப்படுகிறது, மேலும் சூப்பர் கண்டக்டர்களில் வெப்பம் இல்லை.

ஒரு ஒளிரும் ஒளி விளக்கில், மின்னோட்டத்தின் பத்தியின் காரணமாக, புலப்படும் ஒளி உமிழப்படுகிறது, மேலும் மின்சார மோட்டார் இயந்திர வேலை செய்கிறது.

தற்போதைய வலிமை.

மின்சுற்றில் மின்சாரம் பாய்ந்தால், கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு வழியாக மின்சார கட்டணம் தொடர்ந்து மாற்றப்படுகிறது என்று அர்த்தம்.

ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு மாற்றப்படும் கட்டணம் மின்னோட்டத்தின் முக்கிய அளவு பண்பாக செயல்படுகிறது தற்போதைய வலிமை.

Δt நேரத்தில் ஒரு கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு வழியாக ஒரு கட்டணம் Δq மாற்றப்பட்டால், மின்னோட்டத்தின் சராசரி மதிப்பு சமமாக இருக்கும்

சராசரி மின்னோட்ட வலிமையானது, இந்தக் காலகட்டத்திற்கு Δt நேர இடைவெளியில் கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு வழியாகச் செல்லும் கட்டணம் Δq இன் விகிதத்திற்கு சமமாக இருக்கும்.

தற்போதைய வலிமை காலப்போக்கில் மாறவில்லை என்றால், மின்னோட்டம் அழைக்கப்படுகிறது நிரந்தர.

வலிமை ஏசிவி இந்த நேரத்தில்நேரம் சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது (15.1), ஆனால் இந்த வழக்கில் நேர இடைவெளி Δt மிகவும் சிறியதாக இருக்க வேண்டும்.

மின்னோட்ட வலிமை, சார்ஜ் போன்றது, ஒரு அளவிடல் அளவு. அவள் அப்படி இருக்கலாம் நேர்மறை, அதனால் எதிர்மறை. மின்னோட்டத்தின் அடையாளம், சுற்றுச் சுற்றியுள்ள திசைகளில் எது நேர்மறையாக எடுக்கப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தது. தற்போதைய வலிமை I > 0 மின்னோட்டத்தின் திசையானது கடத்தியுடன் நிபந்தனையுடன் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நேர்மறை திசையுடன் இணைந்தால். இல்லையெனில் ஐ< 0.

தற்போதைய வலிமைக்கும் துகள்களின் திசை இயக்கத்தின் வேகத்திற்கும் இடையிலான உறவு.

ஒரு உருளைக் கடத்தி (படம் 15.2) பகுதி S உடன் குறுக்குவெட்டு இருக்கட்டும்.

ஒரு கடத்தியில் மின்னோட்டத்தின் நேர்மறை திசைக்கு நாம் இடமிருந்து வலமாக திசையை எடுக்கிறோம். ஒவ்வொரு துகளின் மின்னூட்டமும் q 0 க்கு சமமாக கருதப்படும். கடத்தியின் அளவு, குறுக்கு பிரிவுகள் 1 மற்றும் 2 க்கு இடையில் Δl தூரத்துடன் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது, nSΔl துகள்கள் உள்ளன, அங்கு n என்பது துகள்களின் செறிவு (தற்போதைய கேரியர்கள்). தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட தொகுதியில் அவற்றின் மொத்த கட்டணம் q = q 0 nSΔl. சராசரி வேகம் υ உடன் துகள்கள் இடமிருந்து வலமாக நகர்ந்தால், அந்த நேரத்தில் பரிசீலனையில் உள்ள தொகுதியில் உள்ள அனைத்து துகள்களும் குறுக்குவெட்டு 2 வழியாக செல்லும். எனவே, தற்போதைய வலிமை இதற்கு சமம்:

மின்னோட்டத்தின் SI அலகு ஆம்பியர் (A) ஆகும்.

இந்த அலகு மின்னோட்டங்களின் காந்த தொடர்புகளின் அடிப்படையில் நிறுவப்பட்டது.

தற்போதைய வலிமையை அளவிடவும் அம்மீட்டர்கள். இந்த சாதனங்களின் வடிவமைப்பு கொள்கை அடிப்படையாக கொண்டது காந்த நடவடிக்கைதற்போதைய

ஒரு கடத்தியில் எலக்ட்ரான்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்தின் வேகம்.

உலோகக் கடத்தியில் எலக்ட்ரான்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்தின் வேகத்தைக் கண்டுபிடிப்போம். சூத்திரத்தின்படி (15.2) e என்பது எலக்ட்ரான் சார்ஜின் மாடுலஸ் ஆகும்.

உதாரணமாக, தற்போதைய வலிமை I = 1 A, மற்றும் கடத்தியின் குறுக்கு வெட்டு பகுதி S = 10 -6 m 2. எலக்ட்ரான் சார்ஜ் மாடுலஸ் e = 1.6 10 -19 C. 1 மீ 3 தாமிரத்தில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை இந்த தொகுதியில் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமம், ஏனெனில் ஒவ்வொரு செப்பு அணுவின் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களில் ஒன்று இலவசம். இந்த எண் n ≈ 8.5 10 28 m -3 (§ 54 இலிருந்து சிக்கலைத் தீர்ப்பதன் மூலம் இந்த எண்ணை தீர்மானிக்க முடியும்). எனவே,

நீங்கள் பார்க்க முடியும் என, எலக்ட்ரான்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்தின் வேகம் மிகக் குறைவு. இது உலோகத்தில் எலக்ட்ரான்களின் வெப்ப இயக்கத்தின் வேகத்தை விட பல மடங்கு குறைவு.

மின்சாரம் இருப்பதற்கு தேவையான நிபந்தனைகள்.

ஒரு பொருளில் ஒரு நிலையான மின்னோட்டத்தின் தோற்றம் மற்றும் இருப்புக்கு, அது அவசியம் இலவசம்சார்ஜ் துகள்கள்.

இருப்பினும், மின்னோட்டம் ஏற்படுவதற்கு இது இன்னும் போதுமானதாக இல்லை.

சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்தை உருவாக்க மற்றும் பராமரிக்க, ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் செயல்படும் ஒரு சக்தி தேவைப்படுகிறது.

இந்த விசை செயல்படுவதை நிறுத்தினால், அயனிகளுடன் மோதுவதால் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் நிறுத்தப்படும். படிக லட்டுஉலோகங்கள் அல்லது நடுநிலை எலக்ட்ரோலைட் மூலக்கூறுகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் சீரற்ற முறையில் நகரும்.

நமக்குத் தெரியும், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் பாதிக்கப்படுகின்றன மின்சார புலம்பலத்துடன்:

பொதுவாக, கடத்தியின் உள்ளே இருக்கும் மின்சார புலம் தான் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் பராமரிக்கிறது.
நிலையான வழக்கில் மட்டுமே, கட்டணங்கள் ஓய்வில் இருக்கும்போது, ​​கடத்தியின் உள்ளே உள்ள மின்சார புலம் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்.

கடத்தியின் உள்ளே ஒரு மின்சார புலம் இருந்தால், சூத்திரத்தின் (14.21) படி கடத்தியின் முனைகளுக்கு இடையில் சாத்தியமான வேறுபாடு உள்ளது. சோதனை காட்டியபடி, சாத்தியமான வேறுபாடு காலப்போக்கில் மாறாதபோது, ​​a நேரடி மின்சாரம். கடத்தியுடன், கடத்தியின் ஒரு முனையில் உள்ள அதிகபட்ச மதிப்பிலிருந்து மற்றொன்றில் குறைந்தபட்ச மதிப்பிற்கு ஆற்றல் குறைகிறது, ஏனெனில் நேர்மறை கட்டணம், புல சக்திகளின் செல்வாக்கின் கீழ், திறன் குறையும் திசையில் நகர்கிறது.

இந்த சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் பெரும்பாலும் கோட்பாட்டில் தற்போதைய கேரியர்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. கடத்திகள் மற்றும் குறைக்கடத்திகளில், மின்னோட்ட கேரியர்கள் எலக்ட்ரோலைட்டுகள், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள்; வாயுக்களில், சார்ஜ் கேரியர்கள் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அயனிகளாக இருக்கலாம். உலோகங்களில், எடுத்துக்காட்டாக, எலக்ட்ரான்கள் மட்டுமே நகரும். இதன் விளைவாக, அவற்றில் உள்ள மின்சாரம் கடத்தும் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கமாகும். உலோகங்கள் மற்றும் மின்சாரம் நடத்தும் தீர்வுகளில் மின்னோட்டத்தின் பத்தியின் விளைவாக கணிசமாக வேறுபட்டது என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். மின்னோட்டம் செல்லும் போது உலோகங்களில் இரசாயன செயல்முறைகள் எதுவும் ஏற்படாது. அதேசமயம் எலக்ட்ரோலைட்டுகளில், மின்னோட்டத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், பொருள் அயனிகள் மின்முனைகளில் வெளியிடப்படுகின்றன (மின்னாற்பகுப்பின் நிகழ்வு). மின்னோட்டத்தின் செயல்பாட்டின் முடிவுகளில் உள்ள வேறுபாடு உலோகம் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள சார்ஜ் கேரியர்கள் அடிப்படையில் வேறுபட்டவை என்பதன் மூலம் விளக்கப்படுகிறது. உலோகங்களில் இவை அணுக்களிலிருந்து பிரிக்கப்பட்ட இலவச எலக்ட்ரான்கள், இவை அயனிகள், அதாவது அணுக்கள் அல்லது அவற்றின் குழுக்கள்.

ஆம், முதலில் ஒரு தேவையான நிபந்தனைஎந்தவொரு பொருளிலும் மின்சாரம் இருப்பது தற்போதைய கேரியர்களின் இருப்பு ஆகும்.

கட்டணங்கள் சமநிலையில் இருக்க, கடத்தியின் எந்த புள்ளிகளுக்கும் இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருப்பது அவசியம். இந்த நிபந்தனை மீறப்பட்டால், சமநிலை இல்லை, பின்னர் கட்டணம் நகரும். எனவே, ஒரு கடத்தியில் மின்சாரம் இருப்பதற்கான இரண்டாவது அவசியமான நிபந்தனை சில புள்ளிகளுக்கு இடையில் மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குவதாகும்.

மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் விளைவாக ஒரு கடத்தியில் ஏற்படும் இலவச கட்டணங்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் கடத்தல் மின்னோட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இருப்பினும், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கடத்தி அல்லது மின்கடத்தா விண்வெளியில் நகர்த்தப்பட்டால், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் சாத்தியமாகும் என்பதை நாங்கள் கவனிக்கிறோம். அத்தகைய மின்சாரம் வெப்பச்சலன மின்னோட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

நேரடி மின்னோட்டம் செயல்படுத்தும் பொறிமுறை

ஒரு கடத்தியில் மின்னோட்டம் தொடர்ந்து பாய்வதற்கு, சில சாதனங்கள் கடத்தியுடன் (அல்லது கடத்திகளின் தொகுப்பு - கடத்திகள் சங்கிலி) இணைக்கப்பட வேண்டும், இதில் மின் கட்டணங்களைப் பிரிக்கும் செயல்முறை தொடர்ந்து நிகழ்கிறது மற்றும் அதன் மூலம் பராமரிக்கப்படுகிறது. சுற்று மின்னழுத்தம். இந்த சாதனம் தற்போதைய மூல (ஜெனரேட்டர்) என்று அழைக்கப்படுகிறது. கட்டணங்களைப் பிரிக்கும் சக்திகள் புறவிசைகள் எனப்படும். அவை மின்சாரம் இல்லாதவை மற்றும் மூலத்திற்குள் மட்டுமே செயல்படும். கட்டணங்கள் தனித்தனியாக இருக்கும்போது, ​​வெளிப்புற சக்திகள் சுற்று முனைகளுக்கு இடையில் சாத்தியமான வேறுபாட்டை உருவாக்குகின்றன.

ஒரு மின் கட்டணம் ஒரு மூடிய சுற்றுடன் நகர்ந்தால், மின்னியல் சக்திகளால் செய்யப்படும் வேலை பூஜ்ஜியமாகும். இதன் பொருள், கட்டணத்தில் செயல்படும் சக்திகளின் மொத்த வேலை ($A$) வெளிப்புற சக்திகளின் வேலைக்குச் சமம் ($A_(st)$). உடல் அளவு, இது தற்போதைய மூலத்தை வகைப்படுத்துகிறது - இது EMF ஆதாரம்($(\mathcal E)$), இது பின்வருமாறு வரையறுக்கப்படுகிறது:

\[(\mathcal E)=\frac(A)(q)\இடது(1\வலது),\]

$q$ என்பது நேர்மறை கட்டணம். கட்டணம் நகர்கிறது மூடிய வளையம். EMF என்பது நேரடி அர்த்தத்தில் ஒரு சக்தி அல்ல. அளவீட்டு அலகு $\left[(\mathcal E)\right]=В$.

வெளிப்புற சக்திகளின் தன்மை வேறுபட்டிருக்கலாம், எடுத்துக்காட்டாக, கால்வனிக் கலத்தில், வெளிப்புற சக்திகள் மின் வேதியியல் செயல்முறைகளின் விளைவாகும். காரில் DCஅத்தகைய சக்திதான் லோரென்ட்ஸ் படை.

மின்னோட்டத்தின் முக்கிய பண்புகள்

மின்னோட்டத்தின் திசையானது வழக்கமாக நேர்மறை துகள்களின் இயக்கத்தின் திசையாகக் கருதப்படுகிறது. இதன் பொருள் உலோகங்களில் மின்னோட்டத்தின் திசையானது துகள் இயக்கத்தின் திசைக்கு எதிரானது.

மின்சாரம் தற்போதைய வலிமையால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. தற்போதைய ($I$) -- அளவிடல் அளவு, இது மேற்பரப்பு S வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தின் நேரத்தைப் பொறுத்தமட்டில் கட்டணத்தின் ($q$) வழித்தோன்றலுக்குச் சமம்:

மின்னோட்டம் நிலையானதாகவோ அல்லது மாற்றாகவோ இருக்கலாம். தற்போதைய வலிமையும் அதன் திசையும் காலப்போக்கில் மாறவில்லை என்றால், அத்தகைய மின்னோட்டம் நிலையானது என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் தற்போதைய வலிமைக்கான வெளிப்பாட்டை இவ்வாறு எழுதலாம்:

மின்னோட்டம் என்பது ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு மேற்பரப்பு S வழியாக செல்லும் கட்டணமாக வரையறுக்கப்படுகிறது.

SI அமைப்பில், மின்னோட்டத்தின் அடிப்படை அலகு ஆம்பியர் (A) ஆகும்.

மின்னோட்டத்தின் உள்ளூர் திசையன் பண்பு அதன் அடர்த்தி ஆகும். தற்போதைய அடர்த்தி திசையன் ($\overrightarrow(j)$) குறுக்குவெட்டு S மீது மின்னோட்டம் எவ்வாறு விநியோகிக்கப்படுகிறது என்பதை வகைப்படுத்துகிறது. இந்த திசையன் நேர்மறை கட்டணங்கள் நகரும் திசையில் இயக்கப்படுகிறது. தற்போதைய அடர்த்தி வெக்டரின் மாடுலஸ் இதற்கு சமம்:

$dS"$ என்பது தற்போதைய அடர்த்தி வெக்டருக்கு செங்குத்தாக இருக்கும் ஒரு விமானத்தின் மீது $dS$ அடிப்படை மேற்பரப்பின் ப்ரொஜெக்ஷன் ஆகும், $dI$ என்பது $dS\ மற்றும்\ dS"$ மேற்பரப்புகள் வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தின் உறுப்பு ஆகும்.

ஒரு உலோகத்தின் தற்போதைய அடர்த்தியை இவ்வாறு குறிப்பிடலாம்:

\[\overrightarrow(j)=-n_0q_e\left\langle \overrightarrow(v)\right\rangle \ \left(5\ right),\]

இங்கு $n_0$ என்பது கடத்தல் எலக்ட்ரான்களின் செறிவு, $q_e=1.6(\cdot 10)^(-19)C$ என்பது எலக்ட்ரான் சார்ஜ், $\left\langle \overrightarrow(v)\right\rangle $ -- சராசரி வேகம்எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்தை ஒழுங்குபடுத்தியது. அதிகபட்ச மின்னோட்ட அடர்த்தியில் $\left\langle \overrightarrow(v)\right\rangle =(10)^(-4)\frac(m)(s)$.

அடிப்படை இயற்பியல் விதி என்பது மின் கட்டணத்தைப் பாதுகாப்பதற்கான விதி. V அளவைக் கட்டுப்படுத்தும் தன்னிச்சையான மூடிய நிலையான மேற்பரப்பை S (படம் 1) தேர்வு செய்தால், V தொகுதியிலிருந்து ஒரு வினாடிக்கு பாயும் மின்சாரத்தின் அளவு $\oint\limits_S(j_ndS.)$ என வரையறுக்கப்படுகிறது. மின்சாரத்தை கட்டணத்தின் அடிப்படையில் வெளிப்படுத்தலாம்: $-\frac(\partial q)(\partial t)$, அதாவது எங்களிடம் உள்ளது:

\[\frac(\partial q)(\partial t)=-\oint\limits_S(j_ndS\left(6\right),)\]

$j_n$ என்பது தற்போதைய அடர்த்தி வெக்டரின் இயல்பான திசையிலிருந்து மேற்பரப்பு உறுப்பு $dS$ வரையிலான திட்டமாகும், இந்த விஷயத்தில்:

இதில் $\alpha $ என்பது இயல்பான திசையிலிருந்து dS மற்றும் தற்போதைய அடர்த்தி திசையன் இடையே உள்ள கோணமாகும். சமன்பாடு (6) ஒரு பகுதி வழித்தோன்றலைப் பயன்படுத்தி மேற்பரப்பு S நிலையானது என்பதை வலியுறுத்துகிறது.

சமன்பாடு (6) என்பது மேக்ரோஸ்கோபிக் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸில் சார்ஜ் பாதுகாப்பு விதி. மின்னோட்டம் சரியான நேரத்தில் நிலையானதாக இருந்தால், கட்டணத்தைப் பாதுகாக்கும் சட்டத்தை வடிவத்தில் எழுதுகிறோம்:

\[\oint\limits_S(j_ndS=0\இடது(8\வலது).)\]

முழு உரை தேடல்:

எங்கு பார்க்க வேண்டும்:

எல்லா இடங்களிலும்
தலைப்பில் மட்டுமே
உரையில் மட்டுமே

திரும்பப் பெற:

விளக்கம்
உரையில் உள்ள வார்த்தைகள்
தலைப்பு மட்டும்

முகப்பு > சுருக்கம் > இயற்பியல்

விரிவுரை எண். 12

பொருள்: "மின்சாரம்".

விரிவுரையின் நோக்கம்:

விரிவுரை திட்டம்.

1. கடத்தல் மின்னோட்டத்தின் கருத்து. தற்போதைய திசையன் மற்றும் தற்போதைய வலிமை.

2. ஓம் விதியின் வேறுபட்ட வடிவம்.

3. நிலையான மற்றும் இணை இணைப்புநடத்துனர்கள்.

4. ஒரு கடத்தியில் ஒரு மின்சார புலம் தோன்றுவதற்கான காரணம், உடல்
வெளிப்புற சக்திகளின் கருத்தின் பொருள்.

5. முழு சுற்றுக்கும் ஓம் விதியின் வழித்தோன்றல்.

6. Kirchhoff இன் முதல் மற்றும் இரண்டாவது விதிகள்.

7. சாத்தியமான வேறுபாடு தொடர்பு. தெர்மோஎலக்ட்ரிக் நிகழ்வுகள்.

8. பல்வேறு சூழல்களில் மின்சாரம்.

9. திரவங்களில் மின்னோட்டம். மின்னாற்பகுப்பு. ஃபாரடேயின் சட்டங்கள்.

1. கடத்தல் மின்னோட்டத்தின் கருத்து. தற்போதைய திசையன் மற்றும் தற்போதைய வலிமை.

மின்சார அதிர்ச்சி மின் கட்டணங்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. தற்போதைய கேரியர்கள் எலக்ட்ரான்கள், அயனிகள் மற்றும் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களாக இருக்கலாம்.

ஒரு கடத்தியில் ஒரு மின்சார புலம் உருவாக்கப்பட்டால், அதில் இலவச மின்சார கட்டணங்கள் நகரத் தொடங்கும் - ஒரு மின்னோட்டம் தோன்றும், அழைக்கப்படுகிறது கடத்தல் மின்னோட்டம்.சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடல் விண்வெளியில் நகர்ந்தால் தற்போதைய வெப்பச்சலனம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மின்னோட்டம் பாயலாம் திடப்பொருட்கள்(உலோகங்கள்), திரவங்கள் (எலக்ட்ரோலைட்டுகள்) மற்றும் வாயுக்கள் (எரிவாயு வெளியேற்றம் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை கட்டணங்களின் இயக்கத்தால் ஏற்படுகிறது).

தற்போதைய கேரியர்கள்:

உலோகங்களில் - எலக்ட்ரான்களின் இயக்கப்பட்ட இயக்கம்;

திரவங்களில் - அயனிகள்;

வாயுக்களில் - எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அயனிகள்.

மின்னோட்டத்தின் திசைக்கு நேர்மறை கட்டணங்களின் இயக்கத்தின் திசையை ஏற்றுக்கொள்வது வழக்கம்.

மின்னோட்டத்தின் நிகழ்வு மற்றும் இருப்புக்கு இது அவசியம்:

இலவச சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்கள் இருப்பது;

ஒரு கடத்தியில் மின்சார புலம் இருப்பது.

மின்னோட்டத்தின் முக்கிய பண்பு தற்போதைய வலிமை , இது 1 வினாடியில் கடத்தியின் குறுக்குவெட்டு வழியாக செல்லும் கட்டணத்தின் அளவிற்கு சமம்.

இதில் q என்பது கட்டணத்தின் அளவு;

t - கட்டணம் போக்குவரத்து நேரம்.

தற்போதைய வலிமை ஒரு அளவிடல் அளவு.

காலப்போக்கில் வலிமையும் திசையும் மாறாத மின்னோட்டம் அழைக்கப்படுகிறது நிரந்தர , இல்லையெனில் - மாறிகள் .

கடத்தியின் மேற்பரப்பில் மின்சாரம் சமமாக விநியோகிக்கப்படலாம், எனவே சில சந்தர்ப்பங்களில் அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன தற்போதைய அடர்த்தியின் கருத்து i .

சராசரி தற்போதைய அடர்த்தி கடத்தியின் குறுக்கு வெட்டு பகுதிக்கு தற்போதைய வலிமையின் விகிதத்திற்கு சமம்.

,



, (2)

J என்பது மின்னோட்டத்தின் மாற்றம்;

S - பகுதியில் மாற்றம்.

2. ஓம் விதியின் மாறுபட்ட வடிவம்.

1826 ஆம் ஆண்டில், ஜெர்மன் இயற்பியலாளர் ஓம் தற்போதைய வலிமையை சோதனை முறையில் நிறுவினார் ஜேஒரு கடத்தியில் மின்னழுத்தத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாக இருக்கும் யுஅதன் முனைகளுக்கு இடையில்

, (3)

இதில் k என்பது விகிதாசார குணகம், அழைக்கப்படுகிறது
மின் கடத்துத்திறன் அல்லது கடத்துத்திறன்; [k] = [Sm] (சீமென்ஸ்).

அளவு

(4)

அழைக்கப்பட்டது கடத்தியின் மின் எதிர்ப்பு .

நாம் வெளிப்பாடு பெறுகிறோம்

. (5)

ஒரு தளத்திற்கான ஓம் விதி மின்சுற்று, தற்போதைய மூலத்தைக் கொண்டிருக்கவில்லை

இந்த சூத்திரத்திலிருந்து நாங்கள் வெளிப்படுத்துகிறோம் ஆர்

.

(6)

மின் எதிர்ப்பானது கடத்தியின் வடிவம், அளவு மற்றும் பொருளைப் பொறுத்தது.

கடத்தி எதிர்ப்பு அதன் நீளத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும் எல்மற்றும் குறுக்கு வெட்டு பகுதிக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும் எஸ்.

, (7)

எங்கே  - ​​கடத்தி தயாரிக்கப்படும் பொருள் மற்றும்
அழைக்கப்பட்டது கடத்தி எதிர்ப்புத்திறன் .

வெளிப்படுத்துவோம் :

. (8)

கடத்தி எதிர்ப்பு வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​எதிர்ப்பு அதிகரிக்கிறது

எங்கே R 0 - 0С இல் கடத்தி எதிர்ப்பு;

t - வெப்பநிலை;

 - எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம்
(உலோகத்திற்கு   0.04 டிகிரி -1).

சூத்திரம் எதிர்ப்பிற்கும் செல்லுபடியாகும்

, (10)

எங்கே  0 – எதிர்ப்புத்திறன் 0С இல் நடத்துனர்.

குறைந்த வெப்பநிலையில் (<8К) сопротивление некоторых металлов (алюминий, свинец, цинк и др.) скачкообразно уменьшается до нуля: металл становится முழுமையான வழிகாட்டி.

இந்த நிகழ்வு அழைக்கப்படுகிறது சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி .

வெளிப்பாடு (7) ஐ (5) ஆக மாற்றுவோம்

. (11)

வெளிப்பாடு விதிமுறைகளை மறுசீரமைப்போம்

, (12)

J/S=i - தற்போதைய அடர்த்தி;

1/= - கடத்தி பொருளின் குறிப்பிட்ட கடத்துத்திறன்;

u/е=E - கடத்தியில் மின்சார புல வலிமை.

(13)

வேறுபட்ட வடிவத்தில் ஓம் விதி.

3. கடத்தியில் மின்சாரம் தோன்றுவதற்கான காரணம்.
வெளிப்புற சக்திகளின் கருத்தின் இயற்பியல் பொருள். வெளி சக்திகளின் வேலை.

தற்போதைய அடர்த்தி மின்னழுத்தத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாக இருப்பதை ஓம் விதி காட்டுகிறது ஈமின்சார புலம் இலவச கட்டணத்தில் செயல்படுகிறது மற்றும் அவற்றின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

கடத்தியில் உள்ள மின்சார புலம் என்ன? இது எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் நேர்மறை அயனிகளால் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு மின்னியல் புலம் (கூலம்ப் படை புலம்).

கூலம்ப் படைகள் இலவச கட்டணங்களின் மறுபகிர்வுக்கு வழிவகுக்கும், இதில் கடத்தியில் உள்ள மின்சார புலம் மறைந்துவிடும் மற்றும் அனைத்து புள்ளிகளிலும் உள்ள சாத்தியக்கூறுகள் சமமாக இருக்கும். எனவே, கூலம்ப் படைகள் நேரடி மின்னோட்டத்தின் தோற்றத்தை ஏற்படுத்த முடியாது.

மின்சுற்றில் ஒரு நிலையான மின்னோட்டத்தை பராமரிக்க, மின்சாரம் அல்லாத தோற்றம் கொண்ட சக்திகள் இலவச கட்டணத்தில் செயல்பட வேண்டும் வெளிப்புற சக்திகள் . வெளிப்புற சக்திகள்போலல்லாமல் சார்ஜ்களைப் பிரித்து, கடத்தியின் முனைகளில் சாத்தியமான வேறுபாட்டைப் பராமரிக்கவும். வெளிப்புற சக்திகளின் கூடுதல் மின்சார புலம் கடத்தியில் உருவாக்கப்படுகிறது தற்போதைய ஆதாரங்கள்(கால்வனிக் செல்கள், பேட்டரிகள், மின்சார ஜெனரேட்டர்கள்). DC சர்க்யூட்டில் வெளிப்புற சக்திகளின் ஆதாரம் ஒரு ஹைட்ராலிக் அமைப்பில் ஒரு பம்ப் போலவே அவசியம்.

வெளிப்புற சக்திகளால் உருவாக்கப்பட்ட புலம் காரணமாக, மின்னியல் புலத்தின் சக்திகளுக்கு எதிராக மின் கட்டணங்கள் தற்போதைய மூலத்திற்குள் நகரும். இதன் காரணமாக, வெளிப்புற சுற்றுகளின் முனைகளில் சாத்தியமான வேறுபாடு பராமரிக்கப்படுகிறது மற்றும் சுற்று வழியாக ஒரு நிலையான மின்சாரம் பாய்கிறது.

தற்போதைய மூலத்தில் (இயந்திர, இரசாயன, முதலியன) செலவழிக்கப்பட்ட ஆற்றல் காரணமாக மூன்றாம் தரப்பு சக்திகள் செயல்படுகின்றன.

ஒரு அலகு நேர்மறை மின்னூட்டத்தில் வெளிப்புற சக்திகளால் செய்யப்படும் வேலை மின்னோட்ட விசை என்று அழைக்கப்படுகிறது 

. (14)

4. முழு மின்சுற்றுக்கும் ஓம் விதியின் வழித்தோன்றல்.

ஒரு மூடிய மின்சுற்று தற்போதைய மூலத்தைக் கொண்டிருக்கட்டும்  , உள் எதிர்ப்புடன் ஆர்மற்றும் வெளிப்புற பகுதி எதிர்ப்புடன் உள்ளது ஆர்.

ஆர் - வெளிப்புற எதிர்ப்பு;

r - உள் எதிர்ப்பு.

, (15)

எங்கே

- வெளிப்புற எதிர்ப்பின் குறுக்கே மின்னழுத்தம்; (16)

A - தற்போதைய மூலத்திற்குள் சார்ஜ் q ஐ நகர்த்த வேலை,
அதாவது உள் எதிர்ப்பில் வேலை. பிறகு

, (17)

ஏனெனில்

, அது

, (18)

க்கான வெளிப்பாட்டை மீண்டும் எழுதுவோம் 

,

. (19)

ஓம் விதியின்படி மூடிய மின்சுற்றுக்கு (=IR)

ஐஆர் மற்றும் ஐஆர் ஆகியவை சுற்றுகளின் வெளிப்புற மற்றும் உள் பிரிவுகளில் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியாகும்

. (20)

மூடிய மின்சுற்றுக்கான ஓம் விதி

ஒரு மூடிய மின்சுற்றில் மூல மின்னோட்ட விசை மின்னோட்டம் சுற்றுவட்டத்தின் அனைத்து பிரிவுகளிலும் உள்ள மின்னழுத்த வீழ்ச்சிகளின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்.

5. Kirchhoff இன் முதல் மற்றும் இரண்டாவது விதிகள்.

நடைமுறையில், சிக்கலான DC மின்சுற்றுகளை கணக்கிடுவது பெரும்பாலும் அவசியம். ஒரு சிக்கலான மின்சுற்று பொதுவான பிரிவுகளைக் கொண்ட பல மூடிய கடத்தும் சுற்றுகளைக் கொண்டுள்ளது. ஒவ்வொரு சுற்றும் பல மின்னோட்ட ஆதாரங்களைக் கொண்டிருக்கலாம். தனிப்பட்ட பகுதிகளில் தற்போதைய வலிமை அளவு மற்றும் திசையில் வேறுபட்டிருக்கலாம்.

Kirchhoff இன் முதல் விதிசுற்றுவட்டத்தில் நிலையான மின்னோட்டத்திற்கான நிபந்தனையாகும்.

இரண்டுக்கும் மேற்பட்ட கடத்திகள் ஒன்றுகூடும் எந்தப் புள்ளியையும் கிளை முனை என்று அழைப்போம் Kirchhoff இன் முதல் விதி : கிளை முனையில் தற்போதைய வலிமையின் இயற்கணிதத் தொகை பூஜ்ஜியமாகும்

, (21)

இதில் n என்பது கடத்திகளின் எண்ணிக்கை;

நான் நான் - கடத்திகளில் மின்னோட்டங்கள்.

கணுவை நெருங்கும் மின்னோட்டங்கள் நேர்மறையாகவும், முனையிலிருந்து வெளியேறும் மின்னோட்டங்கள் எதிர்மறையாகவும் கருதப்படுகின்றன.

முனைக்கு ஏ Kirchhoff இன் முதல் விதி எழுதப்படும்:

. (22)

கிர்ச்சாஃப்பின் இரண்டாவது விதி கிளைத்த மின்சுற்றுகளுக்கு ஓம் விதியின் பொதுமைப்படுத்தலாகும். இது போல் ஒலிக்கிறது: கிளைத்த மின்சுற்றின் எந்த மூடிய வளையத்திலும், இயற்கணிதத் தொகைஐ i எதிர்ப்புக்காகஆர் i இந்த சுற்றுடன் தொடர்புடைய பிரிவுகள் அதில் பயன்படுத்தப்படும் emf இன் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம் i

ஒரு சமன்பாட்டை உருவாக்க, நீங்கள் பயணிக்கும் திசையைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும் (கடிகார திசையில் அல்லது எதிரெதிர் திசையில்). சர்க்யூட் பைபாஸுடன் திசையில் ஒத்துப்போகும் அனைத்து நீரோட்டங்களும் நேர்மறையாகக் கருதப்படுகின்றன. மின்னோட்ட மூலங்களின் EMF நேர்மறையாகக் கருதப்படுகிறது, அவை மின்னோட்டத்தைத் தவிர்த்து மின்னோட்டத்தை உருவாக்கினால். எனவே, எடுத்துக்காட்டாக, I, II, III பகுதிகளுக்கு Kirchhoff விதி.

I –  1 +  2 = –I 1 r 1 – I 1 R 1 + I 2 r 2 + I 2 R 2 .

II –  2 +  3 = –I 2 r 2 – I 2 R 2 – I 3 r 3 – I 3 R 3 .

III –  1 +  3 = –I 1 r 1 – I 1 R 1 – I 3 r 3 – I 3 R 3 .

இந்த சமன்பாடுகளின் அடிப்படையில், சுற்றுகள் கணக்கிடப்படுகின்றன.

6. சாத்தியமான வேறுபாடு தொடர்பு. தெர்மோஎலக்ட்ரிக் நிகழ்வுகள்.

ஒரு உலோகத்தில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் சீரற்ற வெப்ப இயக்கத்தில் இருக்கும். மிகப்பெரிய இயக்க ஆற்றல் கொண்ட எலக்ட்ரான்கள் உலோகத்திலிருந்து சுற்றியுள்ள இடத்திற்கு பறக்க முடியும். அதே நேரத்தில், கடத்தியைச் சுற்றி உருவாகும் எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வின் விளைவாக அதிகப்படியான நேர்மறை கட்டணத்திலிருந்து கவர்ச்சிகரமான சக்திகளுக்கு எதிராக அவை செயல்படுகின்றன. எலக்ட்ரான் மேகம்" உலோகத்தில் எலக்ட்ரான் வாயு மற்றும் "எலக்ட்ரான் மேகம்" இடையே ஒரு மாறும் சமநிலை உள்ளது.

எலக்ட்ரான் வேலை செயல்பாடு - உலோகத்திலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரானை காற்றற்ற இடத்திற்கு அகற்றுவதற்கு இது செய்ய வேண்டிய வேலை.

கடத்தியில் எலக்ட்ரான்கள் இல்லாதது மற்றும் அதைச் சுற்றியுள்ள இடத்தில் அதிகப்படியானது கடத்தியின் மேற்பரப்பின் இருபுறமும் மிக மெல்லிய அடுக்கில் தன்னை வெளிப்படுத்துகிறது (உலோகத்தில் பல அணுக்கரு தூரங்கள்). எனவே, உலோகத்தின் மேற்பரப்பு ஒரு மின் இரட்டை அடுக்கு ஆகும், இது மிகவும் மெல்லிய மின்தேக்கியைப் போன்றது.

மின்தேக்கி தட்டுகளுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு எலக்ட்ரானின் வேலை செயல்பாட்டைப் பொறுத்தது.

, (24)

e என்பது எலக்ட்ரான் சார்ஜ் ஆகும்;

 - உலோகம் மற்றும் இடையே சாத்தியமான வேறுபாடு தொடர்பு
சுற்றுச்சூழல்;

A - வேலை செயல்பாடு (எலக்ட்ரான்-வோல்ட் - E-V).

வேலை செயல்பாடு உலோகத்தின் வேதியியல் தன்மை மற்றும் அதன் மேற்பரப்பின் நிலை (மாசுபாடு, ஈரப்பதம்) ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது.

18 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் உலோகக் கடத்திகளைத் தொடுவதற்கு இடையே ஒரு தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாட்டின் தோற்றம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இத்தாலிய இயற்பியலாளர் வோல்ட். அவர் சோதனை முறையில் நிறுவினார் வோல்டாவின் இரண்டு சட்டங்கள்:

1. வெவ்வேறு உலோகங்களால் செய்யப்பட்ட இரண்டு கடத்திகளை இணைக்கும் போது, ​​அவற்றுக்கிடையே ஒரு தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாடு எழுகிறது, இது இரசாயன கலவை மற்றும் வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது.

2. ஒரே வெப்பநிலையில் அமைந்துள்ள தொடரில் இணைக்கப்பட்ட உலோகக் கடத்திகளைக் கொண்ட ஒரு சுற்று முனைகளுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு இடைநிலை கடத்திகளின் இரசாயன கலவை சார்ந்து இல்லை. வெளிப்புற கடத்திகள் நேரடியாக இணைக்கப்படும்போது எழும் தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாட்டிற்கு இது சமம்.

தெர்மோஎலக்ட்ரிக் நிகழ்வுகள்.

இரண்டு உலோக கடத்திகளைக் கொண்ட ஒரு மூடிய சுற்று ஒன்றைக் கவனியுங்கள் 1 மற்றும் 2 . இந்த சுற்றுக்கு பயன்படுத்தப்படும் emf அனைத்து சாத்தியமான தாவல்களின் இயற்கணிதத் தொகைக்கு சமம்

அடுக்குகளின் வெப்பநிலை சமமாக இருந்தால்,

, பிறகு =0.

அடுக்குகளின் வெப்பநிலை வேறுபட்டால், எடுத்துக்காட்டாக,

, பிறகு

, (26)

இதில்  என்பது இரண்டு உலோகங்களின் தொடர்பின் பண்புகளை வகைப்படுத்தும் நிலையானது.

இந்த வழக்கில், ஒரு மூடிய சுற்று தோன்றும் தெர்மோஎலக்ட்ரோமோட்டிவ் விசை , இரண்டு அடுக்குகளுக்கும் இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாட்டிற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாக இருக்கும்.

உலோகங்களில் உள்ள தெர்மோஎலக்ட்ரிக் நிகழ்வுகள் வெப்பநிலையை அளவிட பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த நோக்கத்திற்காக அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன தெர்மோகப்பிள்கள்அல்லது தெர்மோகப்பிள்கள், இவை வெவ்வேறு உலோகங்கள் மற்றும் உலோகக் கலவைகளால் செய்யப்பட்ட இரண்டு கம்பிகள். இந்த கம்பிகளின் முனைகள் கரைக்கப்படுகின்றன. ஒரு சந்திப்பு ஒரு நடுத்தர வெப்பநிலையில் வைக்கப்படுகிறது டி 1 இது அளவிடப்பட வேண்டும், மற்றும் இரண்டாவது - ஒரு நிலையான அறியப்பட்ட வெப்பநிலை கொண்ட சூழலில்.

வழக்கமான தெர்மோமீட்டர்களை விட தெர்மோகப்பிள்கள் பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன: அவை பல்லாயிரக்கணக்கான டிகிரி முதல் முழுமையான அளவிலான வெப்பநிலையை அளவிட உங்களை அனுமதிக்கின்றன. தெர்மோகப்பிள்கள் அதிக உணர்திறன் கொண்டவை, எனவே மிகச் சிறிய வெப்பநிலை வேறுபாடுகளை (10 -6 டிகிரி வரை) அளவிட முடியும். எடுத்துக்காட்டாக: இரும்பு-கான்ஸ்டன்டன் வெப்பநிலையை 500 °C வரை அளவிடுகிறது மற்றும் 5.3  10 -5 V/deg உணர்திறன் கொண்டது; பிளாட்டினம்-பிளாட்டினம்-ரோடியம் (90% பிளாட்டினம் மற்றும் 10% ரோடியம்) 6  10 -6 V/deg உணர்திறன் மற்றும் குறைந்த முதல் ஆயிரக்கணக்கான டிகிரி வரை வெப்பநிலையை அளவிடப் பயன்படுகிறது.

காலப்போக்கில் வெப்பநிலை மாற்றங்களைக் கண்காணிக்க ஒரு தெர்மோகப்பிள் பயன்படுத்தப்படலாம். கணிசமான தூரத்தில் கால்வனோமீட்டரை நிறுவும் திறன், தானியங்கி சாதனங்களில் தெர்மோகப்பிள்களைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது. தெர்மோகப்பிள்களின் உணர்திறனை அதிகரிக்க, அவற்றின் தொடர் இணைப்புகள், தெர்மோபைல்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

7. பல்வேறு சூழல்களில் மின்சாரம்.

வாயுக்களில் மின்சாரம் .

சாதாரண நிலையில் உள்ள வாயுக்கள் மின்கடத்தா , மின் நடுநிலை அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள் உள்ளன.

வாயுக்கள் அயனியாக்கம் செய்யப்படும்போது, ​​மின்னோட்ட கேரியர்கள் (நேர்மறை கட்டணங்கள்) தோன்றும்.

வாயுக்களில் உள்ள மின்சாரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது வாயு வெளியேற்றம் . வாயு வெளியேற்றத்தை மேற்கொள்ள, அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட வாயுவுடன் குழாயில் மின்சாரம் அல்லது காந்தப்புலம் இருக்க வேண்டும்.

வாயு அயனியாக்கம் வெளிப்புற தாக்கங்களின் செல்வாக்கின் கீழ் ஏற்படலாம் - வலுவான வெப்பமூட்டும், புற ஊதா மற்றும் எக்ஸ்-கதிர்கள், கதிரியக்க கதிர்வீச்சு, வேகமான எலக்ட்ரான்கள் அல்லது அயனிகளுடன் வாயுக்களின் அணுக்கள் (மூலக்கூறுகள்) குண்டுவீச்சு போது.

அயனியாக்கம் செயல்முறையின் அளவுகோல் அயனியாக்கம் தீவிரம் , ஒரு யூனிட் காலப்பகுதியில் ஒரு யூனிட் வாயுவில் எழும் எதிர் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் ஜோடிகளின் எண்ணிக்கையால் அளவிடப்படுகிறது.

தாக்க அயனியாக்கம் ஒரு அணுவிலிருந்து (மூலக்கூறிலிருந்து) ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட எலக்ட்ரான்களைப் பிரிப்பது என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒரு வாயுவின் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளுடன் வெளியேற்றத்தில் மின்சார புலத்தால் துரிதப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் அல்லது அயனிகளின் மோதலால் ஏற்படுகிறது.

1. தன்னியக்கமற்ற வாயு வெளியேற்றம் வெளிப்புற அயனியாக்கிகளால் ஏற்படும் வாயுக்களின் மின் கடத்துத்திறன் ஆகும்.

வாயு வெளியேற்றத்தின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகள்: U அதிகரிக்கும் போது, ​​மின்முனையை அடையும் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது மற்றும் மின்னோட்டம் I=I ஆக அதிகரிக்கிறது. செய்ய , இதில் அனைத்து சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களும் மின்முனைகளை அடைகின்றன. இந்த வழக்கில், U=Uк

, (27)

செறிவு மின்னோட்டம்

e என்பது அடிப்படைக் கட்டணம்;

N 0 - அதிகபட்ச ஜோடி மோனோவலன்ட் அயனிகள் உருவாகின்றன
1 வினாடியில் வாயு அளவு.

இப்பகுதியில் மின்னோட்டத்தின் செங்குத்தான அதிகரிப்பு ஏபிதாக்கம் அயனியாக்கம் ஏற்படுவதோடு தொடர்புடையது.

2. தன்னிச்சையான வாயு வெளியேற்றம் - வெளிப்புற அயனியாக்கியை முடித்த பிறகும் தொடரும் வெளியேற்றம். தாக்க அயனியாக்கம் காரணமாக பராமரிக்கப்பட்டு உருவாக்கப்பட்டது.

ஒரு அல்லாத தன்னிறைவு வாயு வெளியேற்றம் சுய-நிலையான போது யு ம- பற்றவைப்பு மின்னழுத்தம். அத்தகைய மாற்றத்தின் செயல்முறை அழைக்கப்படுகிறது எரிவாயு மின் முறிவு .

வாயு அழுத்தம் மற்றும் மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்து, உள்ளன:

1) பளபளப்பு வெளியேற்றம்;

2) கொரோனா வெளியேற்றம்;

3) தீப்பொறி வெளியேற்றம்;

4) வில் வெளியேற்றம்.

பளபளப்பான வெளியேற்றம் எரிவாயு ஒளி குழாய்கள், வாயு லேசர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

கொரோனா வெளியேற்றம் - விவசாய பயிர் விதைகளை கிருமி நீக்கம் செய்ய பயன்படுகிறது.

தீப்பொறி வெளியேற்றம் மின்னல் (பல ஆயிரம் ஆம்பியர்கள் வரை மின்னோட்டங்கள், நீளம் - பல கிலோமீட்டர்கள்).

ஆர்க் வெளியேற்றம் (T=3000 °C - வளிமண்டல அழுத்தத்தில், வாயு வெப்பநிலை 5000...6000 °C). இது சக்திவாய்ந்த ஸ்பாட்லைட்கள் மற்றும் ப்ரொஜெக்ஷன் கருவிகளில் ஒளி மூலமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பிளாஸ்மா - ஒரு பொருளின் திரட்டலின் ஒரு சிறப்பு நிலை, அதன் துகள்களின் அதிக அளவு அயனியாக்கம் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

பிளாஸ்மா பிரிக்கப்பட்டுள்ளது

– பலவீனமான அயனியாக்கம்( - ஒரு சதவீதத்தின் பின்னங்கள் - வளிமண்டலத்தின் மேல் அடுக்குகள், அயனோஸ்பியர்);

– பகுதி அயனியாக்கம்(சில%);

– முழுமையாக அயனியாக்கம் செய்யப்பட்டது(சூரியன், வெப்ப நட்சத்திரங்கள், சில விண்மீன் மேகங்கள்).

செயற்கையாக உருவாக்கப்பட்ட பிளாஸ்மா வாயு-வெளியேற்ற விளக்குகள், மின் ஆற்றலின் பிளாஸ்மா ஆதாரங்கள் மற்றும் மேக்னடோடைனமிக் ஜெனரேட்டர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உமிழ்வு நிகழ்வுகள் :

1. ஒளிமின்னணு உமிழ்வு - ஒளியின் செல்வாக்கின் கீழ் வெற்றிடத்தில் உலோகங்களின் மேற்பரப்பில் இருந்து எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றுதல்.

2. தெர்மோனிக் உமிழ்வு - திட அல்லது திரவ உடல்கள் வெப்பமடையும் போது எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வு.

3. இரண்டாம் நிலை எலக்ட்ரான் உமிழ்வு - வெற்றிடத்தில் எலக்ட்ரான்களால் தாக்கப்பட்ட மேற்பரப்பில் இருந்து எலக்ட்ரான்களின் எதிர் ஓட்டம்.

தெர்மோனிக் உமிழ்வு நிகழ்வின் அடிப்படையில் சாதனங்கள் அழைக்கப்படுகின்றன மின்னணு குழாய்கள் .

டையோடு மற்றும் டிரையோடை நீங்களே கருதுங்கள்.

திடப்பொருட்களில் மின்சாரம் .

உலோகம் ஒரு படிக லட்டு. நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட தள அயனிகள் உலோகத்தின் உள்ளே ஒரு மின்சார புலத்தை உருவாக்குகின்றன. லட்டு முனைகள் ஒரு கண்டிப்பான வரிசையில் அமைந்துள்ளன, எனவே அவை உருவாக்கும் புலம் ஆயத்தொலைவுகளின் ஒரு குறிப்பிட்ட கால செயல்பாடு ஆகும். எனவே, எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் ஆற்றலின் தனித்துவமான மதிப்புகளுடன் தொடர்புடைய சில நிலைகளில் மட்டுமே இருக்க முடியும்.

திடப்பொருட்களில் ஒரு எலக்ட்ரான் அதன் சொந்த அணுவுடன் மட்டுமல்லாமல், படிக லட்டியின் மற்ற அணுக்களுடன் தொடர்புகொள்வதால், அணுக்களின் ஆற்றல் அளவுகள் உருவாக்கத்துடன் பிரிக்கப்படுகின்றன. ஆற்றல் பட்டை .

படத்தில். தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அணுக்கள் ஒன்றையொன்று அணுகும்போது அவற்றின் ஆற்றல் மட்டங்களின் பிளவு மற்றும் ஆற்றல் பட்டைகள் உருவாக்கம் காட்டப்படுகிறது.

இந்த எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் நிழலாடிய பகுதிகளுக்குள் இருக்கலாம் அனுமதிக்கப்பட்ட ஆற்றல் மண்டலங்கள் . பகுதிகளால் பிரிக்கப்பட்ட தனித்தனி நிலைகள் சட்டவிரோத ஆற்றல் மதிப்புகள் - தடைசெய்யப்பட்ட மண்டலங்கள் (அவற்றின் அகலம் தடைசெய்யப்பட்ட மண்டலங்களின் அகலத்துடன் ஒத்துப்போகிறது).

பல்வேறு வகையான திடப்பொருட்களின் மின் பண்புகளில் உள்ள வேறுபாடுகள் பின்வருமாறு விளக்கப்படுகின்றன:

1) தடைசெய்யப்பட்ட ஆற்றல் பட்டைகளின் அகலம்;

2) எலக்ட்ரான்களுடன் அனுமதிக்கப்பட்ட ஆற்றல் பட்டைகளை வெவ்வேறு நிரப்புதல்
(கடத்தி மின்கடத்தா).

8. திரவங்களில் மின்னோட்டம். மின்னாற்பகுப்பு. ஃபாரடேயின் சட்டங்கள்.

பல திரவங்கள் மின்சாரத்தை மிகவும் மோசமாக நடத்துகின்றன என்று அவதானிப்புகள் காட்டுகின்றன (காய்ச்சி வடிகட்டிய நீர், கிளிசரின், மண்ணெண்ணெய் போன்றவை). உப்புகள், அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களின் நீர் கரைசல்கள் மின்சாரத்தை நன்றாக நடத்துகின்றன.

மின்னாற்பகுப்பு - ஒரு திரவத்தின் வழியாக மின்னோட்டத்தை கடந்து செல்வது, மின்முனைகளில் எலக்ட்ரோலைட்டை உருவாக்கும் பொருட்களின் வெளியீட்டை ஏற்படுத்துகிறது.

எலக்ட்ரோலைட்டுகள் - அயனி கடத்துத்திறன் கொண்ட பொருட்கள். அயனி கடத்துத்திறன் - மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் அயனிகளின் இயக்கத்தை ஒழுங்குபடுத்தியது. அயனிகள் - ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட எலக்ட்ரான்களை இழந்த அல்லது பெற்ற அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள். நேர்மறை அயனிகள் - கேஷன்ஸ், எதிர்மறை - அனான்கள்.

எலக்ட்ரோட்கள் ("+" - அனோட், "-" - கேத்தோடு) மூலம் திரவத்தில் ஒரு மின்சார புலம் உருவாக்கப்படுகிறது. நேர்மறை அயனிகள் (கேஷன்கள்) கேத்தோடை நோக்கி நகர்கின்றன, எதிர்மறை அயனிகள் அனோடை நோக்கி நகரும்.

எலக்ட்ரோலைட்டுகளில் அயனிகளின் தோற்றம் விளக்கப்பட்டுள்ளது மின் விலகல் கரைப்பான் (Na + Cl - ; H + Cl - ; K + I - ...) ஆகியவற்றின் விளைவாக கரையக்கூடிய பொருளின் மூலக்கூறுகளை நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை அயனிகளாக சிதைப்பது.

விலகல் பட்டம்  மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை என்று அழைக்கப்படுகிறது n 0  , அயனிகளாக பிரிக்கப்பட்டு, மூலக்கூறுகளின் மொத்த எண்ணிக்கைக்கு n 0

. (28)

அயனிகளின் வெப்ப இயக்கத்தின் போது, ​​அயனி மறு ஒருங்கிணைப்பின் தலைகீழ் செயல்முறை ஏற்படுகிறது, இது அழைக்கப்படுகிறது மறு சேர்க்கை .

எம். ஃபாரடேயின் சட்டங்கள் (1834).

மின்முனையில் வெளியிடப்படும் பொருளின் நிறை மின் கட்டணத்திற்கு நேர் விகிதாசாரமாகும் கேஎலக்ட்ரோலைட் வழியாக சென்றது

அல்லது

, (29)

இதில் k என்பது பொருளின் மின் வேதியியல் சமமானதாகும்; பொருளின் நிறைக்கு சமம்
எலக்ட்ரோலைட் அலகு வழியாக செல்லும் போது வெளியிடப்பட்டது
மின்சாரத்தின் அளவு.

, (30)

நான் எலக்ட்ரோலைட் வழியாக செல்லும் நேரடி மின்னோட்டம்.

பொருட்களின் மின் வேதியியல் சமமானவை அவற்றின் அணு (மோலார்) வெகுஜனங்களின் வேலன்ஸ் n விகிதத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும்.

, (31)

இதில் A என்பது அணு நிறை;

n - வேலன்ஸ்.

ஃபாரடேயின் நிலையானது

இதில் C என்பது அனைத்து உறுப்புகளுக்கும் ஒரு உலகளாவிய மாறிலி.

F = 9.648  10 4 C/mol

இயற்பியல் பொருள் ஃபாரடேயின் ஒருங்கிணைந்த மின்னாற்பகுப்பு விதியிலிருந்து பின்பற்றப்படுகிறது

ஒரு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட புலங்கள்... மின்தேக்கி சார்ஜ் எதிர்ப்பு தற்போதையசுற்றுகளில் உள்ள எதிர்ப்புகள் அறியப்படுகின்றன மற்றும் தற்போதைய. தீர்மானிக்கவும்... தீர்வு - சுற்றுவட்டத்தில் மின்னழுத்தம். . - தற்போதையசங்கிலியில். - சமமான சுற்று எதிர்ப்பு. -...

மின்சாரம் தற்போதையபல்வேறு சூழல்களில் (2)

சுருக்கம் >> இயற்பியல்

... மின்சாரம் தற்போதையவாயுக்களில் வாயுக்களில் சுயாதீனமற்ற மற்றும் சுயாதீனமானவை உள்ளன மின்சாரதரவரிசைகள். கசிவு நிகழ்வு மின் தற்போதைய... காற்று, பின்னர் மின்சார தற்போதையவெற்றிடத்தில் தோன்றாது - கேரியர்கள் இல்லை மின் தற்போதைய. அமெரிக்க விஞ்ஞானி...

மின்சாரம் தற்போதையதிரவ கடத்திகளில்

பயிற்சி அறிக்கை >> இயற்பியல்

1 கரைசல்களில் மின்னாற்பகுப்பு செயல்முறை மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் உருகும் மின்சாரம் தற்போதையஉலோகங்களில் எதுவும் இல்லை இரசாயன செயல்முறைகள்இல்லை... இதில் நடத்துனர்களின் வகுப்பு உள்ளது மின்சார தற்போதையஎப்போதும் சில இரசாயன மாற்றங்களுடன்...