Oksidai.
Tai sudėtingos medžiagos, susidedančios iš DU elementų, iš kurių vienas yra deguonis. Pavyzdžiui:
CuO – vario(II) oksidas
AI 2 O 3 – aliuminio oksidas
SO 3 – sieros oksidas (VI)
Oksidai skirstomi (klasifikuojami) į 4 grupes:
Na 2 O – natrio oksidas
CaO – kalcio oksidas
Fe 2 O 3 – geležies (III) oksidas
2). Rūgšti– Tai oksidai nemetalai. O kartais metalai, jei metalo oksidacijos laipsnis > 4. Pavyzdžiui:
CO 2 – anglies monoksidas (IV)
P 2 O 5 – Fosforo (V) oksidas
SO 3 – sieros oksidas (VI)
3). Amfoterinis– Tai oksidai, turintys ir bazinių, ir rūgštinių oksidų savybių. Turite žinoti penkis dažniausiai pasitaikančius amfoterinius oksidus:
BeO – berilio oksidas
ZnO – cinko oksidas
AI 2 O 3 – aliuminio oksidas
Cr 2 O 3 – Chromo (III) oksidas
Fe 2 O 3 – Geležies (III) oksidas
4). Nesudarantis druskos (abejingas)– Tai oksidai, kurie nepasižymi nei bazinių, nei rūgštinių oksidų savybėmis. Reikia atsiminti tris oksidus:
CO – anglies monoksidas (II) anglies monoksido
NO – azoto oksidas (II)
N 2 O – azoto oksidas (I) juoko dujos, azoto oksidas
Oksidų gamybos metodai.
1). Degimo, t.y. sąveika su paprastos medžiagos deguonimi:
4Na + O 2 = 2Na 2O
4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
2). Degimo, t.y. sudėtinės medžiagos (sudarytos iš du elementai) taip susidaro du oksidai.
2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
3). Skilimas trys silpnos rūgštys. Kiti nesuyra. Tokiu atveju susidaro rūgšties oksidas ir vanduo.
H 2 CO 3 = H 2 O + CO 2
H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2
H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2
4). Skilimas netirpios pagrindu. Susidaro bazinis oksidas ir vanduo.
Mg(OH) 2 = MgO + H 2 O
2Al(OH)3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O
5). Skilimas netirpios druskos Susidaro bazinis oksidas ir rūgštinis oksidas.
CaCO 3 = CaO + CO 2
MgSO 3 = MgO + SO 2
Cheminės savybės.
aš. Pagrindiniai oksidai.
šarmas.
Na 2 O + H 2 O = 2NaOH
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2
СuO + H 2 O = reakcija nevyksta, nes galima bazė, kurioje yra vario – netirpi
2). Sąveika su rūgštimis, dėl kurios susidaro druska ir vanduo. (bazinis oksidas ir rūgštys VISADA reaguoja)
K 2 O + 2HCI = 2KCl + H 2 O
CaO + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O
3). Sąveika su rūgštiniais oksidais, dėl kurios susidaro druska.
Li 2 O + CO 2 = Li 2 CO 3
3MgO + P 2 O 5 = Mg 3 (PO 4) 2
4). Sąveika su vandeniliu gamina metalą ir vandenį.
CuO + H 2 = Cu + H 2 O
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
II.Rūgštiniai oksidai.
1). Turėtų susidaryti sąveika su vandeniu rūgšties.(TikSiO 2 nesąveikauja su vandeniu)
CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3
P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4
2). Sąveika su tirpiomis bazėmis (šarmais). Taip susidaro druska ir vanduo.
SO 3 + 2KOH = K 2 SO 4 + H 2 O
N 2 O 5 + 2 KOH = 2 KNO 3 + H 2 O
3). Sąveika su baziniais oksidais. Tokiu atveju susidaro tik druska.
N 2 O 5 + K 2 O = 2 KNO 3
Al 2 O 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3
Pagrindiniai pratimai.
1). Užpildykite reakcijos lygtį. Nustatykite jo tipą.
K 2 O + P 2 O 5 =
Sprendimas.
Norint surašyti, kas susidaro dėl to, reikia nustatyti, kokios medžiagos sureagavo - čia pagal savybes kalio oksidas (bazinis) ir fosforo oksidas (rūgštinis) - rezultatas turėtų būti DRUSKA (žr. savybę Nr. 3 ), o druska susideda iš atomų metalų (mūsų atveju kalio) ir rūgštinės liekanos, apimančios fosforą (ty PO 4 -3 - fosfatą).
3K 2 O + P 2 O 5 = 2K 3 RO 4
reakcijos tipas - junginys (nes dvi medžiagos reaguoja, bet susidaro viena)
2). Atlikti transformacijas (grandinę).
Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCO 3 → CaO
Sprendimas
Norėdami atlikti šį pratimą, turite atsiminti, kad kiekviena rodyklė yra viena lygtis (viena cheminė reakcija). Sunumeruokime kiekvieną rodyklę. Todėl būtina užrašyti 4 lygtis. Rodyklės kairėje parašyta medžiaga (pradinė medžiaga) reaguoja, o reakcijos rezultatas susidaro medžiaga, parašyta dešinėje (reakcijos produktas). Iššifruokime pirmąją įrašo dalį:
Ca + …..→ CaO Pastebime, kad reaguoja paprasta medžiaga ir susidaro oksidas. Žinodami oksidų gamybos būdus (Nr. 1), darome išvadą, kad šioje reakcijoje būtina pridėti deguonies (O 2)
2Ca + O 2 → 2CaO
Pereikime prie transformacijos Nr.2
CaO → Ca(OH) 2
CaO + ……→ Ca(OH) 2
Darome išvadą, kad čia reikia taikyti nuosavybę baziniai oksidai– sąveika su vandeniu, nes tik šiuo atveju iš oksido susidaro bazė.
CaO + H 2 O → Ca(OH) 2
Pereikime prie transformacijos Nr.3
Ca(OH) 2 → CaCO 3
Ca(OH) 2 + ….. = CaCO 3 + …….
Mes darome išvadą, kad čia mes kalbame apie apie anglies dioksidą CO 2, nes tik sąveikaudamas su šarmais susidaro druska (žr. rūgščių oksidų savybę Nr. 2)
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O
Pereikime prie transformacijos Nr.4
CaCO 3 → CaO
CaCO 3 = ….. CaO + ……
Darome išvadą, kad čia susidaro daugiau CO 2, nes CaCO 3 netirpi druska o būtent tokioms medžiagoms irstant susidaro oksidai.
CaCO 3 = CaO + CO 2
3). Su kuria iš šių medžiagų sąveikauja CO 2? Parašykite reakcijų lygtis.
A). Druskos rūgštis B). Natrio hidroksidas B). Kalio oksidas d). Vanduo
D). Vandenilis E). Sieros (IV) oksidas.
Nustatome, kad CO 2 yra rūgštinis oksidas. O rūgštiniai oksidai reaguoja su vandeniu, šarmais ir baziniais oksidais... Todėl iš pateikto sąrašo parenkame atsakymus B, C, D Ir būtent su jais užrašome reakcijų lygtis:
1). CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O
2). CO 2 + K 2 O = K 2 CO 3
Jei mokykloje nesidomėjote chemija, vargu ar iš karto prisiminsite, kas yra oksidai ir koks jų vaidmuo aplinką. Tai iš tikrųjų yra gana dažnas junginių tipas ir dažniausiai randamas aplinkoje vandens, rūdžių, anglies dioksido ir smėlio pavidalu. Oksidai taip pat apima mineralus - tipo akmenys, turintis kristalinę struktūrą.
Apibrėžimas
Oksidai yra cheminiai junginiai, kurio formulėje yra bent vienas deguonies atomas ir kitų atomų cheminiai elementai. Metalų oksiduose paprastai yra -2 oksidacijos būsenos deguonies anijonų. Reikšminga dalis Žemės pluta susideda iš kietųjų oksidų, kurie susidaro oksiduojant elementus deguonimi iš oro ar vandens. Deginant angliavandenilį, susidaro du pagrindiniai anglies oksidai: anglies monoksidas (anglies monoksidas, CO) ir anglies dioksidas (anglies dioksidas, CO2).
Oksidų klasifikacija
Visi oksidai paprastai skirstomi į dvi dideles grupes:
- druskas sudarantys oksidai;
- druskos nesudarantys oksidai.
druską formuojantys oksidai - cheminių medžiagų, kuriuose, be deguonies, yra metalų ir nemetalų elementų, kurie susilietus su vandeniu sudaro rūgštis, o susijungus su bazėmis – druskų.
Savo ruožtu druską formuojantys oksidai skirstomi į:
- baziniai oksidai, kuriuose oksiduojantis antrasis elementas (1, 2 ir kartais 3-valentinis metalas) tampa katijonu (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, CuO, Ag 2 O, MgO, CaO, SrO, BaO, HgO , MnО, CrO, NiО, Fr 2 O, Cs 2 O, Rb 2 O, FeO);
- rūgščių oksidai, kuriame, formuojantis druskai, antrasis elementas yra prijungtas prie neigiamai įkrauto deguonies atomo (CO 2, SO 2, SO 3, SiO 2, P 2 O 5, CrO 3, Mn 2 O 7, NO 2 , Cl2O5, Cl2O3);
- amfoteriniai oksidai, kuriuose antrasis elementas (3 ir 4 valentiniai metalai arba išimtys, pvz., cinko oksidas, berilio oksidas, alavo oksidas ir švino oksidas) gali tapti katijonu arba prisijungti prie anijono (ZnO, Cr 2 O 3, Al 2 O 3 , SnO, SnO 2, PbO, PbO 2, TiO 2, MnO 2, Fe 2 O 3, BeO).
Druskos nesudarantys oksidai nėra nei rūgštūs, nei baziniai, nei amfoterinės savybės ir, kaip rodo pavadinimas, nesudaro druskų (CO, NO, NO 2, (FeFe 2)O 4).
Oksidų savybės
- Deguonies atomai oksiduose turi didelį cheminį aktyvumą. Dėl to, kad deguonies atomas visada yra neigiamai įkrautas, jis formuojasi stabiliai cheminiai ryšiai su beveik visais elementais, todėl susidaro įvairiausi oksidai.
- Taurieji metalai, pavyzdžiui, auksas ir platina, yra vertinami, nes nesioksiduoja natūraliai. Metalų korozija atsiranda dėl hidrolizės arba oksidacijos su deguonimi. Vandens ir deguonies derinys tik pagreitina reakcijos greitį.
- Esant vandeniui ir deguoniui (arba tiesiog orui), kai kurių elementų, pavyzdžiui, natrio, oksidacijos reakcija vyksta greitai ir gali būti pavojinga žmonėms.
- Oksidai sukuria apsauginę oksido plėvelę ant paviršiaus. Pavyzdys – aliuminio folija, kuri dėl plonos aliuminio oksido plėvelės rūdija daug lėčiau.
- Daugumos metalų oksidai turi polimerinę struktūrą, todėl jų nesunaikina tirpikliai.
- Oksidai ištirpsta veikiant rūgštims ir bazėms. Oksidai, galintys reaguoti tiek su rūgštimis, tiek su bazėmis, vadinami amfoteriniais. Metalai paprastai sudaro bazinius oksidus, nemetalai – rūgštinius oksidus, o amfoteriniai oksidai susidaro iš šarminiai metalai(metaloidai).
- Metalo oksido kiekis gali sumažėti veikiant tam tikriems organiniai junginiai. Šios redokso reakcijos yra daugelio svarbių cheminių transformacijų pagrindas, pvz., vaistų detoksikacija P450 fermentais ir etileno oksido gamyba, kuris vėliau naudojamas antifrizui gaminti.
Besidomintiems chemija bus įdomūs ir šie straipsniai.
Rūgštiniai oksidai yra gana didelė grupė sudėtingos medžiagos, kurios reaguoja su šarmais. Tokiu atveju susidaro druskos. Bet jie nesąveikauja su rūgštimis.
Rūgštinius oksidus daugiausia sudaro nemetalai. Pavyzdžiui, ši grupė apima sierą, fosforą ir chlorą. Be to, tokias pat savybes turinčios medžiagos gali susidaryti iš vadinamųjų pereinamieji elementai kurių valentingumas nuo penkių iki septynių.
Sąveikaujant su vandeniu rūgštiniai oksidai gali sudaryti rūgštis. Kiekvienas iš jų turi atitinkamą oksidą. Pavyzdžiui, sieros oksidai sudaro sulfato ir sulfito rūgštis, o fosforo oksidai – orto- ir metafosfato rūgštis.
Rūgštiniai oksidai ir jų gavimo būdai
Yra keletas pagrindinių metodų su
Labiausiai paplitęs metodas yra nemetalų atomų oksidavimas deguonimi. Pavyzdžiui, kai fosforas reaguoja su deguonimi, gaunamas fosforo oksidas. Žinoma, šis metodas ne visada įmanomas.
Kita gana dažna reakcija – vadinamasis deguonies sulfidų skrudinimas. Be to, oksidai taip pat gaunami reaguojant tam tikroms druskoms su rūgštimis.
Kartais laboratorijose naudojama šiek tiek kitokia technika. Reakcijos metu nuo atitinkama rūgštis nuimamas vanduo – vyksta dehidratacijos procesas. Beje, todėl rūgščių oksidai žinomi ir kitu pavadinimu – rūgšties anhidridai.
Cheminės savybės rūgščių oksidai
Kaip jau minėta, anhidridai gali reaguoti su baziniais oksidais arba šarmais. Dėl šios reakcijos susidaro atitinkamos rūgšties druska, o reaguojant su baze taip pat susidaro vanduo. Būtent šis procesas apibūdina pagrindinį rūgščių savybių oksidai Be to, anhidridai nereaguoja su rūgštimis.
Dar viena šių medžiagų savybė – gebėjimas reaguoti su amfoterinėmis bazėmis ir oksidais. Dėl šio proceso taip pat susidaro druskos.
Be to, kai kurie anhidridai reaguoja su vandeniu. Dėl šio proceso stebimas atitinkamos rūgšties susidarymas. Būtent tokiu būdu laboratorines sąlygas gauti pvz. sieros rūgštis.
Dažniausiai pasitaikantys anhidridai: trumpas aprašymas
Labiausiai paplitęs ir gerai žinomas rūgšties oksidas yra anglies dioksidas. Ši medžiaga yra normaliomis sąlygomis yra bespalvės, bekvapės, bet silpno rūgštaus skonio dujos.
Beje, kada atmosferos slėgis Anglies dioksidas gali egzistuoti kaip dujos arba kaip kieta medžiaga. Norint paversti anglies anhidridą skysčiu, reikia padidinti slėgį. Būtent ši savybė naudojama medžiagai laikyti.
Anglies dioksidas priklauso šiltnamio efektą sukeliančių dujų grupei, nes aktyviai sugeria žemės skleidžiamas emisijas, sulaikydamas šilumą atmosferoje. Tačiau ši medžiaga labai svarbi organizmų gyvybei. Anglies dioksidas randamas mūsų planetos atmosferoje. Be to, jį naudoja augalai fotosintezės procesuose.
Sieros anhidridas arba sieros trioksidas yra dar vienas šios medžiagų grupės atstovas. Normaliomis sąlygomis tai bespalvis, labai lakus skystis, turintis nemalonų kvapą. Šis oksidas yra labai svarbus chemijos pramonė, nes iš jos gaminama didžioji dalis sieros rūgšties.
Silicio oksidas yra dar vienas gražus žinoma medžiaga, kuriame geros būklės reprezentuoja kristalus. Beje, smėlis susideda būtent iš šio junginio. Kaitinamas, jis gali ištirpti ir sukietėti. Ši savybė naudojama stiklo gamyboje. Be to, medžiaga praktiškai neveikia elektros srovė, todėl naudoju jį kaip dielektriką.
KAM rūgščių oksidai apima:
- visi nemetalų oksidai, išskyrus nesudarančius druskos (NO, SiO, CO, N 2 O);
- metalų oksidai, kuriuose metalo valentingumas yra gana didelis (V arba didesnis).
Rūgščių oksidų pavyzdžiai yra P 2 O 5 , SiO 2 , B 2 O 3 , TeO 3 , I 2 O 5 , V 2 O 5 , CrO 3 , Mn 2 O 7 . Norėčiau dar kartą atkreipti dėmesį į tai, kad metalų oksidai taip pat gali būti priskirti prie rūgščių. Gerai žinomas mokyklos posakis: „Metalų oksidai yra baziniai, nemetalų oksidai yra rūgštūs! - Tai, atsiprašau, yra visiška nesąmonė.
KAM baziniai oksidai apima metalų oksidus, kuriems vienu metu tenkinamos dvi sąlygos:
- metalo valentingumas junginyje nėra labai didelis (bent jau neviršija IV);
- medžiaga nėra amfoterinis oksidas.
Tipiški bazinių oksidų pavyzdžiai yra Na 2 O, CaO, BaO ir kiti šarmų oksidai ir šarminių žemių metalai, FeO, CrO, CuO, Ag 2 O, NiO ir kt.
Taigi, apibendrinkime. Oksidai nemetalai gali būti:
- rūgštus (ir didžioji dauguma jų yra);
- nesudarantis druskos (reikia tiesiog atsiminti atitinkamas 4 formules).
- bazinis (jei metalo oksidacijos laipsnis nėra labai aukštas);
- rūgštus (jei metalo oksidacijos laipsnis yra +5 ar aukštesnė);
- amfoterinis (turėtumėte prisiminti keletą formulių, tačiau supraskite, kad pirmoje dalyje pateiktas sąrašas nėra baigtinis).
O dabar mažas testas, kad patikrintumėte, ar gerai supratote temą „Oksidų klasifikacija“. Jei testo rezultatas yra mažesnis nei 3 taškai, rekomenduoju dar kartą atidžiai perskaityti straipsnį.
c) tarp druskos nesudarančių oksidų nėra nė vieno metalo;
d) nemetalo oksidacijos būsena amfoterinis oksidas svyruoja nuo -2 iki -4. Ponai, sveiki visi!Šiandien apie tai kalbėsime
pamatinė koncepcija fizika apskritai ir ypač elektronika, kaip
srovės stiprumas . Kiekvienas iš jūsų tikriausiai ne kartą girdėjote šį terminą. Šiandien mes stengsimės tai suprasti šiek tiek geriau.
Šiandien pirmiausia kalbėsime apie DC. Tai yra apie kažką, kurio stiprumas ir kryptis visą laiką yra pastovūs. Gerbiami ponai, gali pradėti gilintis į šį reikalą – ką reiškia „visą laiką“? Tokio termino nėra. Į tai galime atsakyti, kad dabartinė vertė neturėtų keistis per visą laiką pastebėjimai. Taigi, dabartinis. Srovės stiprumas. Kas tai yra? Viskas gana paprasta.
Srovė yra kryptingas įkrautų dalelių judėjimas. Atkreipkite dėmesį, ponai, tai, nukreiptas. Atsitiktinis – terminis – judėjimas, iš kurio elektronai metale arba jonai skystyje/dujose veržiasi pirmyn ir atgal, mus mažai domina. Bet jei ant šio atsitiktinio judėjimo pridedate visų dalelių judėjimą viena kryptimi, tai yra visiškai kitoks kalikonas.
Kokios gali būti įkrautos dalelės? Apskritai, nesvarbu, kas tai yra, nesvarbu. Teigiami jonai neigiamų jonų , elektronai – nesvarbu. Jeigu turime nukreiptą šių gerbiamų bendražygių judėjimą, vadinasi, yra elektros srovė. Akivaizdu, kad srovė turi tam tikrą kryptį. Už
srovės kryptis
sutiko priimti judėjimą
Įsivaizduokime debesį su uodais. Taip, aš žinau, bjaurios būtybės, o debesis paprastai yra kažkoks siaubas. Bet vis tiek, slopindami pasibjaurėjimą, bandysime juos įsivaizduoti. Taigi, šiame debesyje kiekvienas bjaurus uodas skrenda pats. Tai netvarkingas judėjimas. Dabar įsivaizduokime gelbstintį vėją. Jis kartu nuneša visą šią uodų minią viena kryptimi, tikėkimės, toliau nuo mūsų. Tai yra nukreiptas judėjimas. Uodų pakeitimas elektronais, o vėjas – kažkokiu paslaptingu varomoji jėga Apskritai gauname tam tikrą analogiją su elektros srove.
Dažniausiai yra srovė, kurią sukelia elektronų judėjimas. Taip, draugai, visą gyvenimą esame apsupti prastos elektronikos, verčiamos kryptingai judėti, galima sakyti, formacijose, veikiami prievartinės jėgos. Jie eina palei elektros linijas, visuose mūsų lizduose, visuose mūsų išmaniuosiuose įrenginiuose – kompiuteriuose, nešiojamuosiuose kompiuteriuose, išmaniuosiuose telefonuose ir veikia kaip tėtis Carlo, kad palengvintų mūsų sunkus gyvenimas ir pripildykite jį malonumų.
Uodai yra uodai, tai viskas puiku, bet atėjo laikas formaliems apibrėžimams.
Taigi, ponai, srovės stipris – tai krūvio Δq, kuris per tam tikrą laidininko S skerspjūvį perduodamas per laiką ∆t, santykis. 
Srovės stiprumas matuojamas, kaip daugelis jau žino, amperais. Taigi - srovė laidininke yra lygi 1 Amperui, jei per 1 sekundę per šį laidininką praeina 1 kulonas.
"Puiku!" - sušuks mielas skaitytojas. O ką man daryti su šia formule?!! Na, gerai, aš turiu chronometrą savo iPhone, aš nustatysiu jo laiką. O kaip dėl mokesčio? Ar turėčiau suskaičiuoti elektronų skaičių laidoje ir tada padauginti iš vieno elektrono krūvio, laimei, tai žinomas dydis, kad nustatyčiau srovę?!
Ramiai, ponai! Visko atsitiks. Neskubėk. Kol kas tiesiog prisiminkite, kad buvo kažkokia formulė. Tada paaiškėja, kad su jo pagalba galite apskaičiuoti keletą puikių dalykų, pavyzdžiui, įkrauti kondensatorius ir daug daugiau.
Na, o kol kas... Kol kas galite paimti ampermetrą, su lempute pamatuoti srovę grandinėje ir sužinoti, kiek krūvio kas sekundę nuteka per laidininko skerspjūvį q = I t = I 1c = I.
Taip, kas sekundę laidininko skerspjūviu teka krūvis, lygus jėgai srovė joje. Dabar galite šią reikšmę padauginti iš elektrono krūvio (tiems, kurie pamiršo, primenu, kad jis yra lygus) ir sužinoti, kiek elektronų veikia grandinėje. Gali kilti klausimų – kodėl? Autoriaus atsakymas skirtas tik pramogai. Praktinė nauda vargu ar išnaudosite kuo daugiau naudos. Jei tik pamaloninsi savo mokytoją. Ši problema yra grynai akademinė.
Gali kilti klausimas – kaip ampermetras matuoja srovę? Ar jis skaičiuoja elektronus? Žinoma, ne, ponai. Štai mes turime netiesioginis matavimai. Jie yra pagrįsti magnetinis veiksmas srovė senamadiškuose analoginiuose ampermetruose arba pagal Ohmo dėsnį – per žinomą varžą tekančią srovę paverčiant įtampa ir vėliau ją apdorojant – visuose šiuolaikiniuose multimetruose. Bet daugiau apie tai šiek tiek vėliau.
Dabar pateiksiu šį skaičiavimą. Tai gana paprasta ir turėtų būti virškinama net humanistams. Jei turite individualų matano netoleravimą, galite tiesiog pažvelgti į rezultatą.
Prisiminkime savo pareigas ∆q kuris praeina laikui bėgant ∆t per laidininko skerspjūvį ∆S apie kurį kalbėjome kiek aukščiau. Kaip tikri matematikai, sukomplikuosime iki pasipiktinimo, kad tik įtempus smegenis būtų aišku, jog užrašėme tapatybę.
Ponai, nuoširdžiai, jokios apgaulės. e - elektronų krūvis, n − elektronų koncentracija, tai yra vienetų skaičius viename kubinis metras, v − elektronų judėjimo greitis. Tai akivaizdu v∙∆t∙∆S – iš esmės tai yra tūris, kuriuo elektronai keliaus. Koncentraciją padauginame iš tūrio – gauname gabalėlius, kiek gabalėlių elektronų praėjo. Padauginame gabalus iš vieno elektrono krūvio - gauname bendrą krūvį, einantį per skerspjūvį. Aš tau sakiau, kad viskas buvo sąžininga!
Pateikiame srovės tankio sąvoką. Nuobodžiai, kurie jau ką nors apie tai skaitė, dabar sušuks – taip, tai vektorinis kiekis! Aš nesiginčiju, ponai, tai vektorius. Tačiau norėdami supaprastinti ir taip sunkų gyvenimą, manysime, kad srovės tankio vektoriaus kryptis sutampa su laidininko ašimi, o tai dažniausiai nutinka. Todėl vektoriai iš karto tampa skaliarais. Apytiksliai tariant, srovės tankis yra tai, kiek amperų tenka vienam kvadratinis metras laidininko skerspjūviai. Akivaizdu, kad norint tai padaryti, reikia padalyti srovę iš ploto. Turime
Dabar, tikiuosi, aišku, kodėl taip pakeitėme formulę? Norėdami sumažinti daugybę dalykų!
Prisimename pagrindinį dalyką – ieškome greičio. Išreikškime tai:
Viskas būtų gerai, bet koncentracijos dar nežinome. Prisiminkime chemiją. Buvo tokia formulė
Kur ρ=8900 kg/m 3- vario tankis, N A =6·10 23 Avogadro numeris M = 0,0635 kg/mol- molinė masė.
Ponai, tikiuosi, nereikės aiškinti, iš kur atsirado ši formulė. Jei atvirai, man nelabai sekasi chemija. Nors mokykloje mokiausi 11 metų su gilia chemija, tačiau 8 klasėje įstojau į fizikos ir matematikos klasę, susidomėjau fizika, ypač ta dalimi, kurioje kalbama apie elektrą, ir, galima sakyti, atsisakė chemijos. Tiesą sakant, jie mūsų giliai apie tai neklausė, mes buvome fizikai. Tačiau, jei staiga iškiltų poreikis, vis tiek esu pasiruošęs pasinerti į šias chemines džiungles ir pasakyti, kas yra kas.
Taigi elektronų judėjimo greitis laidininke su srove yra lygus
Pakeiskime konkrečius skaičius. Tikslumui nustatykime 5 A/mm2 srovės tankį.
Visus kitus numerius jau turime. Gali kilti klausimas – kodėl būtent 5 A/mm 2.
Tai paprasta, ponai. Tai ne pirmas kartas, kai žmonės užsiima elektronika. Šioje srityje sukaupta tam tikra patirtis arba, kalbant moksline prasme, empiriniai duomenys. Taigi, šie empiriniai duomenys sako, kad leistinas srovės tankis in variniai laidai paprastai siekia 5-10 A/mm 2. At didesnis tankis srovė, galimas nepriimtinas laidininko perkaitimas. Tačiau spausdintinės plokštės takelių ši vertė yra daug didesnė ir siekia 20 A/mm 2 ar net daugiau. Tačiau tai – visiškai kitokio pokalbio tema. Grįžkime prie savo užduoties, ty elektronų greičio skaičiavimo laidininke. Pakeitę skaičius, gauname tai
Ponai, skaičiavimas neginčijamai rodo, kad elektronai srovę nešančiame laidininke juda tik 0,37 milimetro per sekundę greičiu! Labai lėtas. Tačiau reikia atsiminti, kad tai ne terminis judėjimas, o kryptingas. Šiluminis judėjimas yra daug, daug didesnis, maždaug 100 km/s. Pagrįstas klausimas – kodėl pasukus jungiklį lemputė iškart mirksi? Prisimeni, ką sakiau apie kažkokią prievartos jėgą? Tai apie ją! Bet daugiau apie tai kitame straipsnyje. Sėkmės jums visiems ir iki pasimatymo!
Prisijunk prie mūsų
