Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Rozhodne každý vie, že kvapaliny môžu dokonale viesť elektrickú energiu. Je tiež dobre známe, že všetky vodiče sú rozdelené do niekoľkých podskupín podľa ich typu. V našom článku navrhujeme zvážiť, ako sa vykonáva elektrický prúd v kvapalinách, kovoch a iných polovodičoch, ako aj zákony elektrolýzy a jej typy.
Teória elektrolýzy
Aby sme ľahšie pochopili, čo je v stávke, odporúčame začať teóriou: elektrina, ak považujeme elektrický náboj za druh kvapaliny, sa stala známou viac ako 200 rokov. Poplatky sú tvorené jednotlivými elektrónmi, ale tie sú také malé, že sa každý veľký náboj chová ako nepretržitý tok, kvapalina.
Rovnako ako tuhé telesá, aj kvapalinové vodiče môžu byť troch typov:
- polovodiče (selén, sulfidy a iné);
- dielektrika (alkalické roztoky, soli a kyseliny);
- vodiče (napr. v plazme).
Proces, pri ktorom sa elektrolyty rozpúšťajú a ióny sa rozpadajú vplyvom elektrického molárneho poľa, sa nazýva disociácia. Na druhej strane, podiel molekúl, ktoré sa rozpadli na ióny, alebo rozpadnutých iónov v rozpustenej látke, závisí úplne od fyzikálnych vlastností a teploty v rôznych vodičoch a taveninách. Je potrebné pripomenúť, že ióny sa môžu znovu rekombinovať alebo zjednotiť. Ak sa podmienky nezmenia, počet dezintegrovaných iónov a ich kombinácia budú rovnako proporcionálne.
V elektrolytoch, ióny nesú energiu, pretože môžu to byť kladne nabité častice a negatívne. Počas spojenia kvapaliny (alebo presnejšie, nádoby s kvapalinou do rozvodnej siete) začne pohyb častíc proti opačným nábojom (kladné ióny sa začnú priťahovať k katódam a záporné ióny budú priťahované k anódam). V tomto prípade sa energia transportuje priamo, ióny, takže vodivosť tohto typu sa nazýva iónová.
Počas tohto typu vedenia sa ióny prenášajú na prúd a na elektródy sa uvoľňujú látky, ktoré sú zložkami elektrolytov. Ak hovoríme z hľadiska chémie, potom dochádza k oxidácii a redukcii. Elektrický prúd v plynoch a kvapalinách je teda transportovaný elektrolýzou.
Zákony fyziky a prúdu v kvapalinách
Elektrina v našich domovoch a zariadeniach sa spravidla neprenáša v kovových drôtoch. V kovoch sa elektróny môžu pohybovať z atómu na atóm a niesť teda záporný náboj.
Ako kvapaliny sú uvedené vo forme elektrického napätia, známeho ako napätie, zmenené v jednotkách - voltoch, na počesť talianskeho vedca Alessandra Voltu.
Video: Elektrický prúd v kvapalinách: úplná teória
Tiež elektrický prúd tečie z vysokého napätia na nízke napätie a meria sa v jednotkách známych ako ampéry, pomenované podľa Andre-Marie Ampere. A podľa teórie a vzorca, ak zvýšite napätie, potom sa jeho sila tiež zvýši úmerne. Tento vzťah je známy ako Ohmov zákon. Ako príklad je uvedená charakteristika virtuálneho zosilňovača.
Ohmov zákon (s ďalšími podrobnosťami o dĺžke a hrúbke drôtu) je spravidla jednou z prvých vecí, ktoré sa vyučujú v triedach, ktoré študujú fyziku, mnoho študentov a učiteľov preto považuje elektrický prúd v plynoch a kvapalinách za základný zákon vo fyzike.
Aby ste mohli na vlastné oči vidieť pohyb nábojov, musíte pripraviť banku so slanou vodou, ploché obdĺžnikové elektródy a zdroje energie, budete tiež potrebovať inštaláciu ampérmetra, s ktorou sa bude vykonávať energia z napájania elektród.
Dosky, ktoré fungujú ako vodiče, musia byť ponorené do kvapaliny a musí byť zapnuté napätie. Potom začne chaotický pohyb častíc, ale po objavení sa magnetického poľa medzi vodičmi sa tento proces zefektívni.
Keď ióny začnú meniť svoje náboje a spoja sa, anódy sa stanú katódami a katódy sa stanú anódami. Tu je však potrebné zohľadniť elektrický odpor. Teoretická krivka zohráva dôležitú úlohu, ale hlavným vplyvom je teplota a úroveň disociácie (v závislosti od toho, ktoré nosiče sú zvolené) a je zvolený striedavý prúd alebo konštantný prúd. Na záver tejto experimentálnej štúdie si môžete všimnúť, že na pevných látkach (plechoch) sa vytvorila tenká vrstva soli.
Elektrolýza a vákuum
Elektrický prúd vo vákuu a kvapalinách je pomerne zložitá otázka. Faktom je, že v takýchto prostrediach nie sú v telách žiadne náboje, čo znamená, že ide o dielektrikum. Inými slovami, naším cieľom je vytvoriť podmienky, aby atóm elektrónov mohol začať svoj pohyb.
Na použitie modulárneho zariadenia, vodičov a kovových dosiek a potom pôsobenie ako pri vyššie uvedenom spôsobe.
Aplikácia elektrolýzy
Tento proces sa používa takmer vo všetkých oblastiach života. Dokonca aj tie najzákladnejšie diela niekedy vyžadujú zásah elektrického prúdu v tekutinách, napr.
Pomocou tohto jednoduchého procesu sa pevné látky potiahnu najtenšou vrstvou z akéhokoľvek kovu, napríklad niklovaním alebo chrómovaním. To je jeden z možných spôsobov riešenia koróznych procesov. Takéto technológie sa používajú pri výrobe transformátorov, meračov a iných elektrických zariadení.
Dúfajme, že naša logika odpovedala na všetky otázky, ktoré vznikajú pri štúdiu fenoménu elektrického prúdu v kvapalinách. Ak potrebujete lepšie odpovede, odporúčame Vám navštíviť fórum elektrikárov, kde Vám radi poradia zadarmo.