Презентація на тему «Струм у різних середовищах»

Епіграф до уроку:
«Як би ми не зітхали до зірок, але електричної лампочки не покидаємось».
І Вільде

Розділ, який ми починаємо вивчати:
Струм у різних середовищах

Струми у живій природіПрезентація 1

19 березняТема уроку:Електричний струм в металах.
Мета:
ознайомити учнів із елементами класичної електронної теорії;
з'ясувати природу носіїв заряду в металах.

План вивчення нового матеріалу.
Метали з точки зору хімії (Презентація_2)
Приклади дослідів, які підтверджують електронну провідність металів
Дослід К. Рікке (Презентація_3)
Дослід Мандельштама-Папалексі (Презентація_4)
Дослід Стюарта-Толмена: (Презентація_5)
Порівняння швидкостей теплового руху та дрейфу електронів у металевому провіднику.

Як же ж рухаються вільні електрони в металі??????
Проблемна ситуація!!!

а) здійснюють хаотичний тепловий рух
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-

б) Здійснюють впорядкований рух вздовж ліній електростатичного поля
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
Езовн.
Евнутр.
Езовн.= Евнутр.
-

б) Здійснюють впорядкований рух вздовж ліній електростатичного поля і одночасно тепловй хаотичний рух
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
Езовн.
Евнутр.
Езовн.= Евнутр.
-

Проблемна ситуація!!!
Яка швидкість більша?
Швидкість теплового руху
чи швидкість дрейфова?

Шукаємо швидкість теплового руху!
Якщо умовно вважати вільні електрони в металі ідеальним газом, то за якою формулою можна порахувати їх середню квадратичну швидкість?

У металах носіями електричного струму є вільні електрони.
Їх концентрація приблизно дорівнює концентрації атомів (n = 10 29 м - 3),
оскільки кожний атом одновалентного металу вже при кімнатній температурі віддає один електрон провідності.
Ці електрони між собою не взаємодіють, а отже, ведуть себе подібно до атомів одноатомного ідеального газу.

Швидкість хаотичного руху електронів в металевому провіднику
Вважаємо електронний газ газом, для якого справедливим є рівняння стану ідеального газу:

Швидкість хаотичного руху електронів в металевому провіднику

Швидкість хаотичного руху електронів в металевому провіднику
Дано:
Т=270С=300 К )
k=1,38*10-23Дж/К
mе=9.1*10-31 кг):
-?

Швидкість впорядкованого руху електронів в металевому провіднику
Знаходимо формулу, яка б виражала швидкість впорядкованого руху електронів металіі
.
d

Швидкість впорядкованого руху електронів в металевому провіднику
1) q=eN – заряд, який проходить через поперечний переріз провідника за час t.
2) d=t,– середня швидкість впорядкованого руху електронів.
N=nV, n – концентрація електронів. V=Sd=St
Отже, з означення струму:

Швидкість впорядкованого руху електронів в металевому провіднику

Швидкість впорядкованого руху електронів в металевому провіднику
Розглянемо мідний провідник перерізом
1 мм2, по якому проходить струм 1 А. Концентрація електронів дорівнює концентрації атомів
(оскільки на 1 атом припадає 1 електрон). n=1029м-3

Швидкість впорядкованого руху електронів в металевому провіднику
Дано:
І=1А
e=1,6*10-19Кл
n=1029м-3
S=1 мм2=10-6м2
-?

ВИСНОВОК