Дамжуулагч дахь гүйдлийн хүч ба дамжуулагчийн эсэргүүцэлтэй хамаарлыг (эсвэл цахилгаан хүчдэл) тодорхойлдог физик хууль. 1826 онд Георг Ом суурилуулж, түүний нэрээр нэрлэсэн.

Хувьсах гүйдлийн Ом-ын хууль

Үл хөдлөх хөрөнгийн талаархи дээр дурдсан зүйлс цахилгаан хэлхээцаг хугацааны хувьсагчтай эх үүсвэр (генератор) ашиглах үед EMF хүчинтэй хэвээр байна. Зөвхөн хэрэглэгчийн тодорхой шинж чанарыг харгалзан үзэхэд хүчдэл ба гүйдлийн хоорондох хугацааны зөрүү нь тэдгээрийн утгад хүрэхэд хүргэдэг. хамгийн их утгууд, өөрөөр хэлбэл фазын шилжилтийг харгалзан үзнэ.

Хэрэв гүйдэл нь цикл давтамжтай синусоид байвал ω (\displaystyle \omega), мөн хэлхээ нь зөвхөн идэвхтэй төдийгүй реактив бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг (багтаамж, индукц), дараа нь Ом-ын хуулийг ерөнхийд нь илэрхийлдэг; Үүнд багтсан хэмжигдэхүүнүүд нь нарийн төвөгтэй болдог:

• U = U 0 д биω т - хүчдэл эсвэл боломжит зөрүү,
• I- одоогийн хүч чадал,
• Z = Re −биδ - нарийн төвөгтэй эсэргүүцэл (цахилгаан эсэргүүцэл),
• Р = √ Р а 2 + R r 2 - нийт эсэргүүцэл,
• R r = ω Л− 1/(ω C) - урвал(индуктив ба багтаамжийн ялгаа),
• Р а- давтамжаас үл хамааран идэвхтэй (ом) эсэргүүцэл;
• δ = − арктан ( R r/Р а) - хүчдэл ба гүйдлийн хоорондох фазын шилжилт.

Энэ тохиолдолд гүйдэл ба хүчдэлийн утгуудын нарийн төвөгтэй хувьсагчаас бодит (хэмжсэн) утга руу шилжих шилжилтийг бодит эсвэл төсөөллийн хэсгийг (гэхдээ хэлхээний бүх элементүүдэд адилхан!) авах замаар хийж болно. Эдгээр хэмжигдэхүүний цогц утгууд. Үүний дагуу урвуу шилжилтийг жишээ нь: U = U 0 нүгэл ⁡ (ω t + φ) (\ displaystyle U=U_(0)\sin(\omega t+\varphi))ийм сонголт U = U 0 e i (ω t + φ) , (\displaystyle \mathbb (U) =U_(0)e^(i(\omega t+\varphi)),)Юу Im ⁡ U = U. (\displaystyle \operatorname (Im) \mathbb (U) =U.)Дараа нь хэлхээн дэх гүйдэл ба хүчдэлийн бүх утгыг харгалзан үзэх шаардлагатай F = Im ⁡ F (\ displaystyle F = \ операторын нэр (Im) \ mathbb (F) )

Цахилгаанчин, электроникийн инженерийн хувьд үндсэн хуулиудын нэг нь Ом-ын хууль юм. Өдөр бүр ажил нь мэргэжилтний хувьд шинэ сорилтуудыг үүсгэдэг бөгөөд ихэвчлэн шатсан резистор эсвэл бүлгийн элементүүдийг солих шаардлагатай болдог. Зөвийг сонгохын тулд цахилгаанчин ихэвчлэн кабелийг солих шаардлагатай байдаг тул та ачааллын гүйдлийг "тооцох" хэрэгтэй тул хамгийн энгийнийг ашиглах хэрэгтэй физикийн хуулиудболон харьцаа Өдөр тутмын амьдрал. Цахилгаан инженерчлэлд Ом хуулийн ач холбогдол асар их байдаг дипломуудцахилгааны инженерийн мэргэжлийг нэг томъёогоор 70-90% -иар тооцдог.

Түүхийн лавлагаа

Ом хуулийг нээсэн жил - 1826 Герман эрдэмтэн ГеоргОм. Тэрээр гүйдэл, хүчдэл, дамжуулагчийн төрлүүдийн хоорондын хамаарлын тухай хуулийг эмпирик байдлаар тодорхойлж, тодорхойлсон. Хожим нь гурав дахь бүрэлдэхүүн хэсэг нь эсэргүүцэлээс өөр зүйл биш болох нь тогтоогдсон. Дараа нь энэ хуулийг нээсэн хүний ​​нэрээр нэрлэсэн боловч энэ нь хуулиар хязгаарлагдахгүй, түүний овог нэрээр нэрлэгдсэн физик хэмжигдэхүүн, түүний ажилд хүндэтгэл үзүүлж байна.

Эсэргүүцлийг хэмжих хэмжигдэхүүнийг Георг Омын нэрээр нэрлэсэн. Жишээлбэл, резисторууд нь хоёр үндсэн шинж чанартай байдаг: ватт дахь хүч ба эсэргүүцэл - Ом, кило-ом, мега-ом гэх мэт хэмжих нэгж.

Хэлхээний хэсгийн Ом хууль

EMF агуулаагүй цахилгаан хэлхээг тайлбарлахын тулд хэлхээний хэсэгт Ом-ын хуулийг ашиглаж болно. Энэ бол хамгийн их энгийн хэлбэрбичлэгүүд. Энэ нь дараах байдалтай харагдаж байна.

Ампераар хэмжсэн гүйдэл бол U нь вольтоор, R нь Ом дахь эсэргүүцэл юм.

Энэ томъёо нь гүйдэл нь хүчдэлтэй шууд пропорциональ, эсэргүүцэлтэй урвуу пропорциональ гэдгийг бидэнд хэлдэг - энэ бол Ом-ын хуулийн яг томъёолол юм. Физик утгаЭнэ томъёо нь мэдэгдэж буй эсэргүүцэл ба хүчдэлийн хэлхээний хэсэг дэх гүйдлийн хамаарлыг тодорхойлоход оршино.

Анхаар!Энэ томъёо нь хүчинтэй шууд гүйдэл, Учир нь Хувьсах гүйдлийнтэр эмэгтэйд байгаа бага зэргийн ялгаа, бид дараа нь энэ тухай эргэн ирэх болно.

Харьцаанаас гадна цахилгаан хэмжигдэхүүнүүд энэ хэлбэрЭсэргүүцэл дэх гүйдэл ба хүчдэлийн график нь шугаман бөгөөд функцийн тэгшитгэл хангагдсан болохыг бидэнд хэлдэг.

f(x) = ky эсвэл f(u) = IR эсвэл f(u)=(1/R)*I

Хэлхээний хэсэгт хамаарах Ом-ын хуулийг хэлхээний хэсэг дэх резисторын эсэргүүцлийг тооцоолох эсвэл мэдэгдэж буй хүчдэл ба эсэргүүцлийн үед түүгээр дамжин өнгөрөх гүйдлийг тодорхойлоход ашигладаг. Жишээлбэл, бид 6 ом эсэргүүцэлтэй R резистортой, түүний терминалуудад 12 В хүчдэл өгдөг. Тооцоолъё:

I=12 В/6 Ом=2 А

Тохиромжтой дамжуулагч нь эсэргүүцэлгүй боловч түүнийг бүрдүүлдэг бодисын молекулуудын бүтцээс шалтгаалан аливаа дамжуулагч бие нь эсэргүүцэлтэй байдаг. Жишээлбэл, энэ нь гэр ахуйн цахилгааны сүлжээнд хөнгөн цагаан утаснаас зэс утас руу шилжих шалтгаан болсон юм. Зэсийн эсэргүүцэл (1 метр урттай Ом) нь хөнгөн цагааны эсэргүүцэлээс бага байдаг. Тус тусад нь зэс утаснуудТэд бага халдаг, өндөр гүйдлийг тэсвэрлэдэг бөгөөд энэ нь та жижиг хөндлөн огтлолын утсыг ашиглаж болно гэсэн үг юм.

Өөр нэг жишээ бол халаалтын төхөөрөмж ба резисторуудын спираль нь өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг, учир нь нихром, кантал гэх мэт янз бүрийн өндөр эсэргүүцэлтэй металлаар хийгдсэн байдаг. Цэнэг тээвэрлэгчид дамжуулагчаар дамжин өнгөрөхөд тэдгээр нь доторх хэсгүүдтэй мөргөлддөг. болор тор, үр дүнд нь энерги дулаан хэлбэрээр ялгарч, дамжуулагч халаана. Гүйдэл их байх тусам мөргөлдөөн ихсэх тусам халаалт нэмэгдэнэ.

Халаалтыг багасгахын тулд дамжуулагчийг богиносгох эсвэл түүний зузааныг (талбай хөндлөн огтлол). Энэ мэдээллийг томъёогоор бичиж болно:

R утас =ρ(L/S)

Хаана ρ - эсэргүүцэлОм*мм 2 /м, L - м-ийн урт, S - хөндлөн огтлолын талбай.

Зэрэгцээ ба цуваа хэлхээний Ом-ын хууль

Холболтын төрлөөс хамааран байдаг өөр дүргүйдлийн урсгал ба хүчдэлийн хуваарилалт. Хэлхээний хэсгийн хувьд цуваа, хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцлийг холбосон элементүүдийг дараах томъёогоор олно.

Энэ нь цуваа холбогдсон дурын тооны элементүүдийн хэлхээнд ижил гүйдэл урсдаг гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд бүх элементүүдэд хамаарах хүчдэл (хүчдэлийн уналтын нийлбэр) нь тэжээлийн эх үүсвэрийн гаралтын хүчдэлтэй тэнцүү байна. Тусдаа элемент бүр өөрийн гэсэн хүчдэлтэй байдаг бөгөөд тухайн элементийн одоогийн хүч ба эсэргүүцэлээс хамаарна.

U el =I*R элемент

Зэрэгцээ холбогдсон элементүүдийн хэлхээний хэсгийн эсэргүүцлийг дараах томъёогоор тооцоолно.

1/R=1/R1+1/R2

Холимог холболтын хувьд та гинжийг тэнцүү хэлбэрт оруулах хэрэгтэй. Жишээлбэл, нэг резисторыг хоёр зэрэгцээ холбогдсон резистортой холбосон бол эхлээд зэрэгцээ холбогдсон резисторуудын эсэргүүцлийг тооцоол. Та хоёр резисторын нийт эсэргүүцлийг олж авах бөгөөд таны хийх ёстой зүйл бол тэдгээрийг цуваа холбосон гурав дахь дээр нэмэх явдал юм.

Бүрэн хэлхээний Ом хууль

Бүрэн хэлхээ нь тэжээлийн эх үүсвэр шаарддаг. Тохиромжтой тэжээлийн эх үүсвэр нь цорын ганц шинж чанартай төхөөрөмж юм.

• хүчдэл, хэрэв энэ нь EMF-ийн эх үүсвэр бол;
• одоогийн хүч, хэрэв энэ нь одоогийн эх үүсвэр бол;

Ийм тэжээлийн эх үүсвэр нь өөрчлөгдөөгүй гаралтын параметрүүдтэй ямар ч хүчийг дамжуулах чадвартай. Бодит тэжээлийн эх үүсвэрт хүч ба дотоод эсэргүүцэл гэх мэт параметрүүд бас байдаг. Үндсэндээ дотоод эсэргүүцэл нь EMF эх үүсвэртэй цувралаар суурилуулсан төсөөллийн эсэргүүцэл юм.

Бүрэн хэлхээний Ом хуулийн томъёо нь ижил төстэй харагдах боловч IP-ийн дотоод эсэргүүцлийг нэмдэг. Бүрэн гинжин хэлхээний хувьд үүнийг дараах томъёогоор бичнэ.

I=ε/(R+r)

Энд ε нь вольт дахь EMF, R нь ачааллын эсэргүүцэл, r нь тэжээлийн эх үүсвэрийн дотоод эсэргүүцэл юм.

Практикт дотоод эсэргүүцэл нь Ом-ын фракц бөгөөд гальваник эх үүсвэрийн хувьд энэ нь ихээхэн нэмэгддэг. Хоёр батерей (шинэ болон үхсэн) ижил хүчдэлтэй байхад нэг нь шаардлагатай гүйдлийг үүсгэж, хэвийн ажиллаж байхад хоёр дахь нь ажиллахгүй байхад та үүнийг ажигласан, учир нь... хамгийн бага ачаалалтай үед унждаг.

Дифференциал ба интеграл хэлбэрийн Ом хууль

Хэлхээний нэгэн төрлийн хэсгийн хувьд дээрх томьёо нь жигд бус дамжуулагчийн хувьд хүчинтэй бөгөөд үүнийг хамгийн богино сегментүүдэд хуваах шаардлагатай бөгөөд ингэснээр түүний хэмжээсийн өөрчлөлтийг энэ сегмент дотор багасгах болно. Үүнийг дифференциал хэлбэрээр Ом хууль гэж нэрлэдэг.

Өөрөөр хэлбэл: гүйдлийн нягт нь хүчдэл ба шууд пропорциональ байна дамжуулах чанардамжуулагчийн хязгааргүй жижиг хэсгийн хувьд.

Интеграл хэлбэрээр:

Хувьсах гүйдлийн Ом-ын хууль

Хувьсах гүйдлийн хэлхээг тооцоолохдоо эсэргүүцлийн тухай ойлголтын оронд "эсэргүүцэл" гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлсэн. Эсэргүүцлийг Z үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд үүнд идэвхтэй ачааллын эсэргүүцэл R a ба урвалын X (эсвэл R r) орно. Энэ нь синусоид гүйдлийн хэлбэр (мөн бусад хэлбэрийн гүйдэл), индуктив элементүүдийн параметрүүд, түүнчлэн шилжих хуулиудтай холбоотой юм.

1. Индукцтэй хэлхээний гүйдэл шууд өөрчлөгдөх боломжгүй.
2. Конденсатор бүхий хэлхээний хүчдэл шууд өөрчлөгдөх боломжгүй.

Тиймээс гүйдэл нь хүчдэлийн хоцрогдол эсвэл урагшилж эхэлдэг, мөн бүрэн хүчидэвхтэй ба реактив гэж хуваагддаг.

X L ба X C нь ачааллын реактив бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Үүнтэй холбогдуулан cosФ утгыг танилцуулж байна.

Энд – Q – хувьсах гүйдлийн болон индуктив- багтаамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн реактив хүч, P – идэвхтэй хүч (идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд тархсан), S – илэрхий чадал, cosФ – чадлын коэффициент.

Томъёо болон түүний дүрслэл нь Пифагорын теоремтой давхцаж байгааг та анзаарсан байх. Энэ нь үнэхээр үнэн бөгөөд Ф өнцөг нь ачааллын реактив бүрэлдэхүүн хэсэг хэр их байхаас хамаарна - энэ нь их байх тусмаа их байх болно. Бодит байдал дээр энэ нь сүлжээнд урсаж буй гүйдэл нь өрхийн тоолуураар бүртгэгдсэн хэмжээнээс их байдаг бол аж ахуйн нэгжүүд бүрэн эрчим хүчийг төлдөг.

Энэ тохиолдолд эсэргүүцлийг нарийн төвөгтэй хэлбэрээр үзүүлэв.

Энд j байна төсөөллийн нэгж, энэ нь нийлмэл төрлийн тэгшитгэлийн хувьд ердийн зүйл юм. Үүнийг i гэж бага тэмдэглэдэг боловч цахилгаан инженерчлэлд хувьсах гүйдлийн үр дүнтэй утгыг мөн тэмдэглэдэг тул андуурахгүйн тулд j-г ашиглах нь дээр.

Төсөөллийн нэгж нь √-1-тэй тэнцүү байна. "-1" гэсэн сөрөг үр дүнд хүргэж болох квадратын тоо байхгүй байх нь логик юм.

Омын хуулийг хэрхэн санах вэ

Ом-ын хуулийг санахын тулд үг хэллэгийг цээжилж болно энгийн үгээртөрөл:

Хүчдэл их байх тусам гүйдэл өндөр байх тусам гүйдэл бага байх болно;

Эсвэл мнемоник зураг, дүрмийг ашигла. Эхнийх нь Ohm-ийн хуулийг пирамид хэлбэрээр товч бөгөөд тодорхой танилцуулах явдал юм.

Мнемоник дүрэм нь энгийн бөгөөд хялбар ойлгох, судлахад зориулагдсан ойлголтын хялбаршуулсан хэлбэр юм. Аль нь ч байж болно аман хэлбэр, эсвэл графикаар. Зөв олохын тулд шаардлагатай томъёо– Хүссэн утгыг хуруугаараа дарж, хариултыг бүтээгдэхүүн эсвэл категори хэлбэрээр авна. Энэ нь дараах байдалтай байна.

Хоёр дахь нь карикатурын дүрслэл юм. Үүнийг энд харуулав: Ом хэдий чинээ их оролдох тусам Ампер өнгөрөхөд хэцүү, вольт их байх тусам Ампер өнгөрөхөд хялбар болно.

Ом-ын хууль бол цахилгаан инженерчлэлийн үндсэн хуулиудын нэг бөгөөд үүнийг мэдэхгүй байх боломжгүй юм ихэнх ньтооцоолол. Мөн өдөр тутмын ажилд ихэвчлэн гүйдлийг эсэргүүцлээр хөрвүүлэх эсвэл тодорхойлох шаардлагатай байдаг. Түүний дүгнэлт, бүх хэмжигдэхүүний гарал үүслийг ойлгох шаардлагагүй - гэхдээ эцсийн томъёонуудэзэмшсэн байх шаардлагатай. Эцэст нь хэлэхэд, цахилгаанчдын дунд эртний онигоо байдаг гэдгийг тэмдэглэхийг хүсч байна. "Хэрэв та Омыг мэдэхгүй бол гэртээ үлд."Хэрэв онигоо болгонд үнэний ширхэг байдаг бол энд үнэний үр тариа 100% байна. Судлах онолын үндэслэл, хэрэв та практик дээр мэргэжлийн хүн болохыг хүсч байвал манай сайтын бусад нийтлэлүүд танд энэ талаар туслах болно.

дуртай( 0 ) Би дургүй( 0 )

Боловсролын яам Оросын Холбооны Улс

ТОМСКИЙН ПОЛИТЕХНИКИЙН ИХ СУРГУУЛЬ

Факультетийн нэр - ENMF

Төгсөх ангийн нэр Ерөнхий физик

Нэр эрдэм шинжилгээний сахилга бат- Физик

Лабораторийн ажил № 2-07

Бүтээлийн нэр "Устөрөгчийн ионы цэнэгийг тодорхойлох"

Гүйцэтгэгч:

Оюутан, 13А61 бүлэг Королева Я.Ю. (_______)______________(_______)

Гарын үсэг зурсан огноо

Гарын үсэг

(_______)

огноо

Тэргүүн, профессор Крючков Ю.Ю. (_______)____________________(_______)

Албан тушаал, Эрдмийн зэрэг, зэрэглэлийн гарын үсэг зурсан огноо

Томск 2007

Лабораторийн ажил 2-07.

Сэдэв: Устөрөгчийн ионы цэнэгийг тодорхойлох.

Ажлын зорилго: электролит дахь гүйдэл дамжуулалтыг судлах, устөрөгчийн ионы цэнэгийг тодорхойлох, алдааг тооцоолох энэ аргаустөрөгчийн ионы цэнэгийг тодорхойлж, металлын устөрөгчжилтийн үзэгдэлтэй танилцах.

Төхөөрөмж ба дагалдах хэрэгсэл:Хоффман вольтметр, амперметр, реостат (хэрэв тогтворжсон тэжээлийн эх үүсвэр байхгүй бол), одоогийн эх үүсвэр, секундомер.

ТОВЧООН ОНОЛ

Устөрөгчийн ионы цэнэгийг тодорхойлохын тулд та электролит дахь гүйдлийн дамжуулалтыг (электролизийн үзэгдэл) ашиглаж болно. Хүхрийн хүчлийн молекулуудын усан уусмалд H2SO4 ионуудад задрах: H 2 SO 4 → 2 H + + SO 4 -- . Хэрэв ийм электролит агуулсан бол цахилгаан оронустөрөгчийн ионууд катод руу хүрч, түүнээс дутууг авдаг сөрөг цэнэгмөн төвийг сахисан устөрөгчийн атом болж хувирдаг, өөрөөр хэлбэл катод дээр 2-р урвал явагдана H + +2 e → 2 H . Устөрөгчийн атомуудын хосолсон нэгдлүүд нь устөрөгчийн молекулуудыг үүсгэдэг H 2 , катодоор ялгардаг (2 H → H2 ). Сөрөг ионууд SO 4 2- , анод дээр ялгарч, илүүдэл цэнэгээ өгч, устай урвалд орох ба урвал нь хэлбэрээр явагдана. SO 4 2- + H 2 O → H 2 SO 4 + O + 2 e , өөрөөр хэлбэл дахин үүсдэг хүхрийн хүчилба анод дээр энэ нь суллагдана хүчилтөрөгчийн хий. Эндээс харахад электролитээр дамжих гүйдлийн үед хүхрийн хүчлийн нэг молекул нь электродуудад нэг молекул устөрөгч, нэг хүчилтөрөгчийн атомыг нийлүүлдэг. Иймээс хүчилтөрөгчийн молекулыг анод дээр гаргахын тулд хүхрийн хүчлийн хоёр молекулыг задлах шаардлагатай боловч катод дээр хоёр устөрөгчийн молекул нэгэн зэрэг ялгарах болно. Тиймээс ижил термодинамик нөхцөлд катодын устөрөгчийн хэмжээ нь анод дахь хүчилтөрөгчийн хэмжээнээс хоёр дахин их байх болно. Хэрэв ялгарсан хийг тусад нь цуглуулсан бол нэг буюу өөр электрод дээр үүссэн хийн молекулуудын тоог тэдгээрийн эзэлхүүнээс хамаарч тооцоолж болно. By мэдэгдэж байгаа тоохийн молекулууд эерэг ионы ионуудын тоог тоолж чаддаг. n+ ), төлбөрийг шилжүүлсэн "+ Q ” катод руу, эсвэл тоо сөрөг ионууд ( n- ), төлбөрийг шилжүүлсэн "- Q ” анод руу. Эдгээр өгөгдлөөс бид эерэг цэнэгийг тооцоолж болно ( q + ) эсвэл сөрөг ( q- ) ион (1) ба (2) илэрхийллийг ашиглан:

(1)

(2)

Цэнэгүүд + Q-аас Q хүртэл нь тэнцүү хэмжээтэй байх ба сөрөг ба урсгалаар үүсгэгдсэн мэдэгдэж буй гүйдлээс тодорхойлж болно эерэг ионуудэлектролит дахь цахилгаан орон байгаа тохиолдолд.

Суурилуулалтын тодорхойлолт, тооцооллын томъёог олж авах

Энэ ажлын зорилго нь устөрөгчийн ионы цэнэгийг тодорхойлох явдал юм. Электролизийн явцад ялгарах хийг ялгах чадвартай төхөөрөмж бол Хоффман вольтметр юм. Хоффман вольтметр нь гурван холбоо барих савнаас бүрдэх ба тэдгээрийн хоёр нь цорго, дунд хэсэг нь электролитээр дүүрсэн юүлүүртэй байдаг. Гаднах савнууд дээр эзэлхүүнийг хэмжих боломжтой хэсгүүд байдаг бөгөөд дунд хэсэгт нь өндрийг хэмжих хэсгүүд байдаг. Вольтметр дүүрч байна усан уусмалхүхрийн хүчил ба хамгийн гадна талын судаснуудад гагнасан электродын тусламжтайгаар реостат агуулсан хэлхээнд багтсан бөгөөд үүний тусламжтайгаар та гүйдэл, мөн миллиамперметр, түлхүүр, шууд гүйдлийн эх үүсвэрийг өөрчлөх боломжтой. Электролитоор гүйдэл дамжих үед устөрөгч нь гадна талын судаснуудын нэгэнд хуримтлагдаж, катод дээр ялгарч, нөгөөд нь хүчилтөрөгч хуримтлагдана. Гарсан хийнүүд нь электролитийг гаднах судаснуудаас зайлуулж, электролитийн гадаргуугаас дээш даралтыг бий болгож, тэнцвэртэй байх болно. агаарын даралтДунд савны илүүдэл шингэний баганын даралтыг гаднах савны шингэний түвшинтэй харьцуулсан нийлбэр.

Устөрөгч ялгарч буй дунд ба хамгийн гадна талын савны тэнцвэрийн нөхцөлийг бичье. Гарсан устөрөгч ба усны уур нь энэ савны шингэний гадаргуу дээр даралт үүсгэдэг. Нийт даралтыг атмосферийн даралт болон дунд судсан дахь шилжсэн электролитийн баганын өндрийн даралтаар тэнцвэржүүлнэ.

(3)

Энэхүү тэнцвэрт байдал нь электролизийн процессын туршид хадгалагдана.

Хэрэв одоогийн I Хэлхээгээр секундын турш дамждаг бөгөөд дараа нь устөрөгчийн ионууд электролитээр дамжуулан тодорхой хэмжээний цахилгааныг катод руу шилжүүлнэ + Q тэнцүү

(4)

Анод руу ижил хэмжээний цахилгаан, гэхдээ эсрэг тэмдэгтэй байх болно. Гэсэн хэдий ч ирээдүйд энэ нь бидний сонирхлыг татахгүй байх болно. Фарадейгийн анхны хуулийн дагуу катодоос ялгарах устөрөгчийн масс нь шилжүүлсэн цэнэгтэй пропорциональ байна. Устөрөгчийн M масс ба түүний аль нэг молекулын массаас катодоос ялгарах молекулын тоог тодорхойлж болно, өөрөөр хэлбэл. Устөрөгчийн молекул бүр нь хоёр устөрөгчийн ионыг саармагжуулсны үр дүнд үүсдэг. бүтэн тооионууд цэнэгээ катод руу шилжүүлэх нь тэнцүү байх болно

(5)

Гарсан устөрөгчийн массыг төлөвийн тэгшитгэлээс ойролцоогоор тодорхойлж болно хамгийн тохиромжтой хий, өөрөөр хэлбэл тэгшитгэлээс.

(6)

(6) -аас үүнийг дагаж байна

(5) ба (7)-аас катод руу ирэх устөрөгчийн ионуудын тоо тэнцүү байна.

(3)-аас устөрөгчийн даралтыг олж, катод руу шилжүүлсэн цахилгааны хэмжээг илэрхийлэл (4) ашиглан (1)-ээс бид устөрөгчийн ионы цэнэгийг тодорхойлно.

Нэг устөрөгчийн молекулын масс нь нэг кмоль массыг нэг километр дэх бөөмсийн тоонд (Авогадрогийн тоо) хуваасантай тэнцүү байна.Тэгээд тооцоолох томъёо(9) хэлбэрийг авна

(10)

Тиймээс, Hoffmann вольтметр ашиглан устөрөгчийн ионы цэнэгийг тодорхойлохын тулд электролизийн үед ялгарах устөрөгчийн даралт, эзэлхүүн, температур, түүнчлэн гүйдлийн хэмжээ, электролитээр дамжин өнгөрөх хугацааг мэдэх шаардлагатай.

Дүгнэлт: Электролизийн явцад ялгарсан хийг ялгах чадвартай төхөөрөмж болох Хоффман вольтметрийг ашиглан электролит дахь гүйдэл дамжуулах туршилт хийж, устөрөгчийн ионы цэнэгийг тодорхойлжээ.

Атомын электрон бүрхүүл нь электрон орбиталуудаас бүрдэнэ өөр өөр тоо хэмжээ. Электрон бол сөрөг цэнэгтэй энгийн элемент юм. Түүний цахилгаан цэнэглэх-1-тэй тэнцүү байна.
Бондын тусламжтайгаар атомуудыг молекул болгон нэгтгэж болно.

Үндэслэл. Энэ бүлгийн бодисыг мөн индикатор ашиглан тодорхойлж болно. Онцлог урвалшүлтлэг орчинд час улаан болж хувирдаг фенолфталеиныг өгдөг. Энэ нь гидроксидын ионууд байгаатай холбоотой юм.

Металл. Тодорхойлох ионуудметалл, үүний тулд та архины чийдэн эсвэл бамбар ашиглах хэрэгтэй. Зэс утсыг авч, нэг төгсгөлд 6-10 мм диаметртэй гогцоо хийж, галд аваачна. Бараг тэр даруй та үзэсгэлэнтэй ногоон өнгө олж авсныг харах болно. Энэ нь зэсийн ионуудын улмаас яг тохиолддог. Хэрэв утсыг эхлээд зэсийн давс (зэсийн хлорид, зэсийн нитрат, зэсийн сульфат) -д дүрж, дараа нь галд аваачвал ижил үр дүн ажиглагдах болно.

ион байгаа эсэхийг тодорхойлох шүлтлэг металлууд(натри, кали), шүлтлэг шороо (кальци ба ) архины дэнлүүний дөлөнд тохирох уусмалыг нэмэх хэрэгтэй. Натрийн ионууд нь дөлийг тод шар өнгөтэй болгоно. ионуудкальци - тоосгон улаан. Бодис дахь барийн ионууд нь шар-ногоон өнгө өгөх болно ионуудкали - нил ягаан.

Хүчиллэг ионыг тодорхойлох хэд хэдэн чанарын үзүүлэлтүүд байдаг. Сульфатын ионыг урвалж болгон сонгох замаар тодорхойлж болох бөгөөд энэ нь цагаан тунадас үүсэх болно. Туршилтын хоолойд карбонатын ион байгааг мэдэхийн тулд шингэрүүлсэн хүчил авч, эцэст нь буцалгана. Нэмж хэлэхэд, үр дүнг алгасах нүүрстөрөгчийн давхар исэлбулингарыг ажиглаж шохойн усаар .

Ортофосфатын ионыг тодорхойлохын тулд түүнтэй хамт мөнгөний нитратыг туршилтын хоолойд асгахад хангалттай бөгөөд шар тунадас үүсэх болно. Аммонийн давсыг танихын тулд уусдаг шүлттэй урвалд орох шаардлагатай. Харааны ажиглалт байхгүй, гэхдээ үүссэн аммиакийн улмаас тааламжгүй үнэр гарч ирнэ.

Галоген ионуудыг (хлор, иод) танихын тулд эдгээр гурвын урвалж нь мөнгөний нитрат бөгөөд бүх тохиолдолд тунадас үүсэх болно. Үүний үр дүнд мөнгөний нитраттай хлорын ион нь цагаан тунадас (мөнгөн хлорид), бромын ион нь цагаан шар тунадас (мөнгөний бромид), иодын ион нь тунадас үүсгэдэг. шар өнгө(мөнгөний иодид үүсдэг).

Сэдвийн талаархи видео

тэмдэглэл

Бүр хамгийн их тоглолт хийж байхдаа энгийн туршилтуудаюулгүй байдлын дүрмийг дагаж мөрдөхөө мартуузай

Хэрэгтэй зөвлөгөө

Мөнгөний нитрат нь урвалжийн үүрэг гүйцэтгэдэг хэд хэдэн урвал байдаг. Хэрэв энэ бодис унах болноШирээний гадаргуу эсвэл хувцас дээр толбыг арилгахгүй.

Ердийн нөхцөлд атом нь цахилгаан саармаг байдаг. Энэ тохиолдолд протон ба нейтроноос бүрдэх атомын цөм эерэг, электронууд сөрөг цэнэгтэй байдаг. Электрон илүүдэл буюу дутагдалтай үед атом ион болж хувирдаг.

Зааварчилгаа

Химийн нэгдлүүдмолекул эсвэл байж болно ионы шинж чанар. Молекулууд нь мөн цахилгаан саармаг бөгөөд ионууд нь тодорхой хэмжээний цэнэгтэй байдаг. Тиймээс аммиакийн молекул NH3 нь төвийг сахисан боловч аммонийн ион NH4+ эерэг цэнэгтэй байдаг. Аммиакийн молекул дахь холбоо нь солилцооны төрлөөс хамааран үүсдэг. Дөрөв дэх устөрөгчийн атомыг хандивлагч-хүлээн авагч механизмаар нэмдэг, энэ нь мөн ковалент холбоо. Аммиак нь хүчиллэг уусмалуудтай урвалд ороход аммони үүсдэг.

Элементийн цөмийн цэнэг нь үүнээс хамаардаггүй гэдгийг ойлгох нь чухал юм химийн хувиргалт. Хичнээн электрон нэмж, хассан ч цөмийн цэнэг хэвээрээ байх болно. Жишээлбэл, О атом, О-анион, О+ катион нь ижил цөмийн цэнэгтэй +8 байдаг. Энэ тохиолдолд атом 8 электронтой, анион 9, катион 7. Цөм нь өөрөө зөвхөн цөмийн өөрчлөлтөөр л өөрчлөгддөг.