Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Решение. На основании объединенного закона Фарадея имеем:
т^С~/г,
Ki1=C ~ It.
Разделив первое выражение на второе, получим
т _ An1 mi ~ Ain'
откуда
Ответ. Масса медного покрытия равна 1,19- 10—* кг.
§ 88- Электрический ток в газах
!^естественном состоянии газы не являются проводниками электричества.
Хорошо изолированное :заряженное тело, например электроскоп, в сухом атмосферном воздухе долгое время сохраняет свой заряд неизменным. Ho если вблизи заряженного электроскопа поместить
ряженными частицами являются ионы и электроны.
Процесс образования ионов и электронов из нейтральных атомов или молекул называется ионизацией газа, а возбудитель ионов — ионизатором. Следовательно, ионизаторами воздуха я Других газов являйтся ,рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, радиоактивное излучение и высокая температура.
Под воздействием ионизаторов от атомов отщепляется один или несколько электронов. В результате вместо нейтрального атома появляются положительно заряженный ион ,и электроны. Часть образовавшихся электронов может быть захвачена другими нейтральными атомами, и тогда образуются отрицательно заряженное ионы.
Составим электрическую цепь, в которую введем воздушный промежуток Я (рис. 6й). Замкнем ключ в этой цепй — тока в ней не будет;
Рис. 68.
пламя горелки, то можно увидеть, что его заряд быстро" уменьшится и листочки спадут. Утечка заряда с электроскопа наблюдается и в том случае, еслн вблизи него поместить какой-либо источник света, дающий^ много ультрафиолетовых; лучей, и, при воздействии иа воздух, окружающий электроскоп, рентгеновских лучей или излучения радиоактивных элементов. Эти опыты доказывают, что под действием высокой температуры и различных излучений в воздухе появляются заряженные частицы и он становится электропроводящим. Такими за-
если же в пространство между двумя пластинами ввести пламя горелки,- ток появится. Этот ток поддерживается в воздушном промежутке образовавшимися ионами. Под влиянием электрического поля ионы будут двигаться: положительные — к отрицательно заряженной пластине, а отрицательные—к положительной.
Сила тока в цепи зависит от характера ионизатора' и от разности потенциалов между пластинами. Изменяя сопротивление цепи, а следовательно, и напряжение на пластинах, можно установить следующую зависимость между силой тока I в цепи и напряжением U. Прн увеличении напряжения ток возрастает вначале пропорционально напряжению. Зачтем, при дальнейшем увеличении напряжения, возрастание тока идет медленнее и наконец совсем прекращается: при возрастании U сила тока I остается' постоянной (рис. 69).
Максимальный ток, который не зависит уже от напряжения между пластинами, называется током насыщения. Возрастание тока прекращается, как только все ионы, образующиеся в газовом промежутке при данном ионизаторе, достигают электродов.
Прохождение электрического тока через тазы называют электрическим разрядом в газах. Разряд, существующий только при действии внешнего ионизатора, называют ятельным газовым разрядом. Он прекращается, как только прекращается действие ионизатора,
¦Если увеличивать напряжение на электродах, то, начиная с определенного его значения, после того как наступило насыщение, ток опять начинает возрастать, причем, если теперь убрать внешний ионизатор, газовый разряд не прекращается. Такой газовый разряд называют самостоятельным: Ионы, необходимые для поддержания электропроводности газа, создаются самим электрическим полем, обусловлн вающим электрический ток в газе.
При достаточно высоком напряжении на электродах ионы н электроны разгоняются до таких скоростей, что начинают своими ударами ионизировать молекулы газа. Образующиеся при этом новые иоиы и электроны приходят в движение и благодаря высокому напряжению сами приобретают чтакую скорость, что могут ионизировать молекулы газа! При этом число электронов и ионов начинает быстро возрастать. Образуется «лавина» ноиов и электронов. Ояа-то и поддерживает самостоятельный газовйй разряд и обусловливает переход несамостоятельного разряда в самостоятельный.
Образование Электронной лавииы схематически доказано на
Рис. 69.
риє. 70,. где значком - • обозначены электроны, а о — нейтральные атомы (положительные ноны не изображены).
Название «лавйна» дано по аналогии образование большого числа электронов и ионов из одного первоначального иона с процессом образования' смежной лавины в горах.
Самостоятельный газовый разряд. В зависимости от того, какие процессы образования ионов в разраде играют главную роль, различают разные формы, или виды самостоятельных разрядов: коронный, искровой, дуговой, тлеющий и др.
Рассмотрим так называемый тлеющий разряд. Электрический ток, проходя через разреженный газ, вызывает его свечение. Газ при этом не накаляется, но светится, оставаясь холодным.
Явлення, возникающие в газе прн прохождении через него электрического тока, наблюдают при помощи следующей установки. В длинную стеклянную трубку впаивают два электрода — анод и катод. Электроды подключают к источнику высокого напряжения (в несколько сот вольт). Воздух из трубки постепенно откачивают насосом.
