Мощность электрического тока и ее измерение.

Мощность электрического тока равна отношению работы тока ΔA к интервалу времени Δt, за которое эта работа была совершена:

Мощность электрического тока в СИ выражается в ваттах (Вт).

Электрический ток в электролитах. Законы Фарадея.

Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. К электролитам относятся многие соединения металлов в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества. Однако основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований.

Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах. Это явление получило название электролиза.

Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией.

Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком М. Фарадеем в 1833 году. Закон Фарадеяопределяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе:

Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:

Величину k называют электрохимическим эквивалентом.

Электрический ток в газах.

Газы в нормальном состоянии являются диэлектриками, так как состоят из электрически нейтральных атомов и молекул и поэтому не проводят электричества.

Проводниками могут быть только ионизированные газы, в которых содержатся электроны, положительные и отрицательные ионы.

Ионизацией называется процесс отделения электронов от атомов и молекул.

Ионизация возникает под действием высоких температур и различных излучений (рентгеновских, радиоактивных, ультрафиолетовых, космических лучей) вследствие столкновения быстрых частиц или атомов с атомами и молекулами газов. Образовавшиеся электроны и ионы делают газ проводником электричества.

Протекание тока через газ называется газовым разрядом.

Разряды, вызванные действием внешнего ионизатора, называются несамостоятельными газовыми разрядами.

В зависимости от процессов образования ионов в разряде при различных давлениях газа и напряжениях, приложенных к электродам, различают несколько типов самостоятельных разрядов:

l тлеющий

l искровой

l коронный

дуговой

Виды самостоятельного разряда в газах.

Различают несколько типов самостоятельных разрядов:

тлеющий

искровой

коронный

дуговой

Тлеющимназывается разряд при низких давлениях. Для разряда характерна большая напряженность электрического поля и соответствующее ей большое падение потенциала вблизи катода.

Применение:

в ионных и электронных рентгеновских трубках

как источник света в газоразрядных трубках

для катодного распыления металлов

для изготовления высококачественных металлических зеркал

в газовых лазерах

Искровой разряд – соединяющий электроды и имеющий вид тонкого изогнутого светящегося канала (стримера) с множеством разветвлений. Возникает при давлениях порядка атмосферного.

Примеры:

молния. Сила тока от 10 до 105 кА. Напряжение между электродами

(облако – Земля) достигает 108 – 109 В. Длительность порядка микросекунды. Длина светящегося канала до 10 км. Диаметр до 4 м.

разряд конденсатора;

искры при расчесывании волос

Коронный разряд наблюдается при давлении близком к атмосферному в сильно неоднородном электрическом поле. Газ светится, образуя «корону», окружающую электрод.

Примеры:

В естественных условиях коронный разряд возникает под влиянием атмосферного электричества на верхушках деревьев, корабельных мачт (огни святого Эльма).

Применение:

Электрофильтры для очистки промышленных газов от примесей.

Дуговой – разряд, характеризующийся большой силой тока (десятки и сотни ампер) и малой напряженностью поля (несколько десятков вольт) на разрядном промежутке между электродами. Разряд поддерживается за счет термоэлектронной эмиссии с поверхности катода.

Применение:

1. электропечи для плавки металла;

2. мощные источники света (прожекторы, проекционные киноаппараты);

Сварка и резка металлов.