Agos ng kuryente sa mga likido at gas

Agos ng kuryente sa mga likido

Sa isang metal na konduktor kuryente ay nabuo sa pamamagitan ng nakadirekta na paggalaw ng mga libreng electron at walang mga pagbabagong nagaganap sa sangkap kung saan ginawa ang konduktor.

Ang ganitong mga konduktor, kung saan ang pagdaan ng isang electric current ay hindi sinamahan ng mga kemikal na pagbabago sa kanilang sangkap, ay tinatawag na mga first-class na konduktor... Kasama nila ang lahat ng mga metal, karbon at isang bilang ng iba pang mga sangkap.

Ngunit sa likas na katangian mayroon ding mga conductor ng electric current kung saan nangyayari ang mga phenomena ng kemikal sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyang. Ang mga konduktor na ito ay tinatawag na mga konduktor ng pangalawang uri... Pangunahing kasama nila ang iba't ibang mga solusyon sa tubig ng mga acid, asin at base.

Kung magbuhos ka ng tubig sa isang basong sisidlan at magdagdag ng ilang patak ng sulfuric acid (o ilang iba pang acid o alkali) dito, at pagkatapos ay kumuha ng dalawang metal plate at ikabit ang mga ito ng mga wire, ibababa ang mga plate na ito sa sisidlan, at kumonekta sa isang kasalukuyang pinagmulan sa iba pang mga dulo ng mga wire sa pamamagitan ng switch at ang ammeter, pagkatapos ay ang gas ay ilalabas mula sa solusyon at ito ay patuloy na magpapatuloy hangga't ang circuit ay sarado.Ang acidified na tubig ay talagang isang konduktor. Bilang karagdagan, ang mga plato ay magsisimulang masakop ng mga bula ng gas. Pagkatapos ang mga bula na ito ay aalis mula sa mga plato at lalabas.

Kapag ang isang electric current ay dumaan sa solusyon, nangyayari ang mga pagbabago sa kemikal, na nagreresulta sa pagpapalabas ng isang gas.

Ang mga ito ay tinatawag na mga konduktor ng pangalawang uri ng mga electrolyte, at ang kababalaghan na nangyayari sa electrolyte kapag ang isang electric current ay dumaan dito ay electrolysis.

Ang mga metal plate na nahuhulog sa isang electrolyte ay tinatawag na mga electrodes; ang isa sa mga ito ay konektado sa positibong poste ng kasalukuyang pinagmulan ay tinatawag na anode at ang isa pang konektado sa negatibong poste ay ang katod.

Ano ang tumutukoy sa pagpasa ng electric current sa isang likidong konduktor? Lumalabas na sa gayong mga solusyon (electrolytes) ang mga molekula ng acid (alkalis, asin) sa ilalim ng pagkilos ng isang solvent (sa kasong ito ng tubig) ay nahahati sa dalawang bahagi at ang isang bahagi ng molekula ay may positibong singil sa kuryente, at ang isa ay isang isa negatibo.

Ang mga particle ng isang molekula na may singil sa kuryente ay tinatawag na mga ion... Kapag ang isang acid, asin, o alkali ay natunaw sa tubig, isang malaking bilang ng parehong positibo at negatibong mga ion ang nangyayari sa solusyon.

Dapat na malinaw na ngayon kung bakit ang isang electric current ay dumaan sa solusyon, dahil sa pagitan ng mga electrodes na konektado sa kasalukuyang pinagmulan, a potensyal na pagkakaibasa madaling salita, isa sa kanila ay positively charged at ang isa naman ay negative charged. Sa ilalim ng impluwensya ng potensyal na pagkakaiba na ito, ang mga positibong ion ay nagsimulang maghalo patungo sa negatibong elektrod - ang katod, at mga negatibong ion - patungo sa anode.

Kaya, ang magulong paggalaw ng mga ion ay naging isang maayos na kabaligtaran na paggalaw ng mga negatibong ion sa isang direksyon at mga positibong ion sa kabilang direksyon.Ang proseso ng paglilipat ng singil na ito ay isang daloy ng electric current sa pamamagitan ng electrolyte at nangyayari hangga't may potensyal na pagkakaiba sa mga electrodes. Habang nawawala ang potensyal na pagkakaiba, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng electrolyte ay humihinto, ang iniutos na paggalaw ng mga ion ay nagambala at ang magulong paggalaw ay nagsisimula muli.

Bilang isang halimbawa, isaalang-alang ang kababalaghan ng electrolysis, kapag ang isang electric current ay dumadaan sa isang solusyon ng tansong sulpate CuSO4 na may mga tansong electrodes na ibinaba dito.

Ang kababalaghan ng electrolysis kapag ang kasalukuyang ay dumadaan sa isang solusyon ng tansong sulpate: C - sisidlan na may electrolyte, B - kasalukuyang pinagmulan, C - switch

Magkakaroon din ng baligtad na paggalaw ng mga ions sa mga electrodes. Ang positibong ion ay magiging tanso ion (Cu) at ang negatibong ion ay magiging acid residue (SO4). Ang mga ion ng tanso, kapag nakikipag-ugnay sa katod, ay ilalabas (ilakip ang mga nawawalang mga electron sa kanilang mga sarili), iyon ay, sila ay mako-convert sa mga neutral na molekula ng purong tanso at ideposito sa katod sa anyo ng pinakamanipis (molekular). ) layer.

Ang mga negatibong ion na umaabot sa anode ay inilalabas din (mag-donate ng labis na mga electron). Ngunit sa parehong oras, pumasok sila sa isang kemikal na reaksyon na may tanso ng anode, bilang isang resulta kung saan ang isang tansong molekula Cti ay idinagdag sa acid residue SO4, at isang molekula ng tansong sulpate CnasO4 ay nabuo at ibinalik pabalik sa electrolyte.

Dahil ang proseso ng kemikal na ito ay tumatagal ng mahabang panahon, ang tanso ay idineposito sa katod, na inilabas mula sa electrolyte. Sa kasong ito, ang electrolyte, sa halip na mga molecule ng tanso na napunta sa cathode, ay tumatanggap ng mga bagong molecule ng tanso dahil sa paglusaw ng pangalawang elektrod, ang anode.

Ang parehong proseso ay nagaganap kung ang zinc electrodes ay kinuha sa halip na tanso, at ang electrolyte ay isang solusyon ng zinc sulfate ZnSO4.Ang zinc ay ililipat din mula sa anode patungo sa katod.

Samakatuwid, ang isang pagkakaiba sa pagitan ng electric current sa mga metal at likidong conductor ay nakasalalay sa katotohanan na sa mga metal ang mga carrier ng singil ay mga libreng electron lamang, i.e. mga negatibong singil habang nasa electrolytes kuryente dinadala ng magkasalungat na sisingilin na mga particle ng bagay - mga ion na gumagalaw sa magkasalungat na direksyon. Kaya naman ang mga electrolyte ay sinasabing may ionic conductivity.

Ang phenomenon ng electrolysis ay natuklasan noong 1837 ni B. S. Jacobi, na gumawa ng maraming eksperimento upang pag-aralan at pagbutihin ang mga kemikal na pinagmumulan ng kasalukuyang. Natagpuan ni Jacobi na ang isa sa mga electrodes na inilagay sa isang solusyon ng tansong sulpate, kapag ang isang electric current ay dumaan dito, ay pinahiran ng tanso.

Ang kababalaghan na ito ay tinatawag na electroforming, ngayon ay nakakahanap ito ng isang napakalaking praktikal na aplikasyon. Ang isang halimbawa nito ay ang patong ng mga bagay na metal na may manipis na layer ng iba pang mga metal, halimbawa nickel plating, gold plating, silver, atbp.

Agos ng kuryente sa mga gas

Ang mga gas (kabilang ang hangin) ay hindi nagdadala ng kuryente sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Halimbawa, isang layunin mga wire para sa mga overhead na linyana sinuspinde parallel sa isa't isa, sila ay nakahiwalay sa isa't isa sa pamamagitan ng isang layer ng hangin.

Gayunpaman, sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura, isang malaking potensyal na pagkakaiba at iba pang mga kadahilanan, ang mga gas, tulad ng mga likidong konduktor, ay nag-ionize, iyon ay, ang mga particle ng mga molekula ng gas ay lumilitaw sa kanila sa malaking bilang, na, bilang mga carrier ng kuryente, ay nag-aambag sa pagpasa. ng isang electric current sa pamamagitan ng gas.

Ngunit sa parehong oras, ang ionization ng isang gas ay naiiba mula sa ionization ng isang likidong konduktor.Kung ang molekula ay nahahati sa dalawang bahagi na sisingilin sa isang likido, kung gayon sa mga gas sa ilalim ng pagkilos ng ionization electron ay palaging nakahiwalay mula sa bawat molekula at ang ion ay nananatili sa anyo ng isang positibong sisingilin na bahagi ng molekula.

Ang isa ay dapat lamang na itigil ang ionization ng gas, dahil ito ay tumigil sa pagiging conductive, habang ang likido ay palaging nananatiling isang conductor ng electric current. Samakatuwid, ang kondaktibiti ng gas ay isang pansamantalang kababalaghan, depende sa pagkilos ng mga panlabas na sanhi.

Gayunpaman, may iba pa uri ng paglabas ng kuryenteTinatawag na arc discharge o simpleng electric arc. Ang electric arc phenomenon ay natuklasan sa simula ng ika-19 na siglo ng unang Russian electrical engineer na si V. V. Petrov.

V.V. Sa pagsasagawa ng maraming mga eksperimento, natuklasan ni Petrov na sa pagitan ng dalawang uling na konektado sa isang kasalukuyang pinagmumulan, isang tuluy-tuloy na paglabas ng kuryente ang lumitaw sa hangin, na sinamahan ng isang maliwanag na ilaw. Sa kanyang mga akda, isinulat ni V.V. Petrov na sa kasong ito "ang madilim na kalmado ay maaaring sapat na maliwanag na naiilawan." Kaya, sa unang pagkakataon, nakuha ang electric light, na praktikal na inilapat ng isa pang Russian electrical engineer, si Pavel Nikolayevich Yablochkov.

"Svesht Yablochkov", na ang trabaho ay batay sa paggamit ng isang electric arc, ay gumawa ng isang tunay na rebolusyon sa electrical engineering sa oras na iyon.

Ginagamit ngayon ang arc discharge bilang light source, halimbawa sa mga spotlight at projection device. Ang mataas na temperatura ng arc discharge ay nagpapahintulot na magamit ito para sa mga aparatong arc furnace… Sa kasalukuyan, ang mga arc furnace na pinapatakbo ng napakataas na agos ay ginagamit sa maraming industriya: para sa pagtunaw ng bakal, cast iron, ferroalloys, bronze, atbp. At noong 1882, unang ginamit ng NN Benardos ang arc discharge para sa pagputol at pagwelding ng metal.

Sa mga tubo ng gas, mga fluorescent lamp, mga stabilizer ng boltahe, upang makakuha ng mga electron at ion beam, ang tinatawag na glow gas discharge.

Spark discharge Ginagamit upang sukatin ang malalaking potensyal na pagkakaiba gamit ang isang spherical spark gap, ang mga electrodes na kung saan ay dalawang metal na bola na may makintab na ibabaw. Ang mga bola ay pinaghiwalay at ang isang masusukat na potensyal na pagkakaiba ay inilapat sa kanila. Ang mga bola ay pinaglapit hanggang sa isang spark ang dumaan sa pagitan nila. Alam ang diameter ng mga bola, ang distansya sa pagitan ng mga ito, ang presyon, temperatura at halumigmig ng hangin, nahanap nila ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga bola ayon sa mga espesyal na talahanayan. Sa pamamaraang ito, posibleng sukatin nang may katumpakan ng ilang porsyento ang potensyal na pagkakaiba ng pagkakasunud-sunod ng sampu-sampung libong volts.