Архив метки: Электрон

Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии.

ЭДС— Указывает на работоспособность зарядов вырабатываемых генератором (источником энергии).

Вспомним из предыдущих уроков (что такое плюс и минус) что, на клеммах (выходах) генератора скапливаются положительные (положительные ионы) и отрицательные (электроны) заряды, так вспомним еще одно свойство зарядов то, что одноименные заряды отталкиваются друг от друга а разноименные притягиваются из этого можно сделать вывод, что чем больше будет одноименных зарядов на клемме генератора тем сложнее туда будет «впихнуть» генератору еще один электрон если это касается минуса и забрать электрон из плюса для создания избытка положительных ионов на клемме.

Обратите внимание на рисунок (рис. 20) на нём изображена «борьба» зарядов на минусе мы видим как генератор  пытается «впихнуть» на клемму ещё электронов, а ему не дают это сделать те электроны которые уже там находятся за счет отталкивания одноименных зарядов, а вот на плюсе генератор старается наоборот забрать электроны у атомов, а ему это не дают сделать положительные ионы, так как они притягивают к себе эти электроны и чем больше генератор заберет электронов с плюса тем сложнее ему это будет даваться забирать последующие электроны так как количество положительных ионов увеличится, что в свою очередь увеличит их притяжение к себе электронов.

Чем больше зарядов сможет накопить генератор на клеммах преодолев притяжение и отталкивание тех зарядов которые там находятся тем сильнее будут его заряды, так как электроны с минуса будут более сильно выталкивать электроны в цепь, а положительные ионы на плюсе будут с большей силой тянуть эти электроны к себе.

В общем ЭДС это способность генератора накопить заряды на клеммах соответственно чем больше генератор способен накопить зарядов тем больше у него ЭДС и тем большей энергией будет обладать заряд.

Вольт — единица измерения ЭДС.

ЭДС на практике

После знакомства с законом Ома, мы еще вернемся к ЭДС и научимся рассчитывать его.

Контрольные вопросы:

1.Расшифруйте аббревиатуру ЭДС.

Ответ

Электродвижущая сила

[свернуть]

2.От чего зависит ЭДС генератора.

Ответ

От способности генератора накапливать заряды на своих клеммах.

[свернуть]

ЭДС измеряется в вольтах, но об этом далее.

Три вида зарядов

Электроны и ионы могут быть в свободном состоянии.

Атом на 99.9% состоит из пустоты, если представить, что ядро атома имеет размер арбуза, то электрон будет размером в горошину вращаться вокруг ядра на расстоянии около одного километра, а вот промежуток между атомами будет измеряться сотнях километров в наших масштабах.(рис 11).А все прочее пустота.

В металлах и других твердых веществах атомы крепко закреплены на своем месте за счет сильной связи атомов между собой, что собственно и делает этот материал твердым (рис12.1).

В жидкостях и газах межатомная связь слабее за счет этого она текучая и «мягкая»  (рис 12.2).Во всех веществах атомы колеблются, при повышении температуры их колебания увеличиваются и за счет этих колебаний атом может потерять электроны которые имеют слабую связь с ядром (опыт с термопарой) и эти свободные электроны отправляются в межатомное пространство в поисках свободного протона.

Вспомним, что если у электрически нейтрального атома, в котором количество электронов равно количеству протонов в ядре отнять некоторое количество электронов, то он станет положительным ионом(рис 6.3) в твердом веществе такой ион будет стоять на месте за счет сильной межатомной связи, а вот в жидкостях и газах где атомы имеют слабую межатомную связь положительно заряженный ион может двигаться в сторону минуса это же относится и к отрицательному иону (атом с лишним электроном на орбите рис. 6.2)так как он имеет отрицательный заряд он будет двигаться к плюсу.(рис 13)

Итак, что мы выясняли:

  • В веществах много свободного пространства.
  • В твердых веществах только один вид зарядов это электрон.
  • В жидкостях и  газах могут быть три вида зарядов.
    • Электроны.
    • Положительные ионы.
    • Отрицательные ионы.
  • Узнали о свободных (негде не закрепленных) зарядах которые бороздят межатомное пространство.

Контрольные вопросы.

  1. Где крепче соединены атомы в металле или воде?
    Ответ

    В металле атомы имеют более крепкую межатомную связь, чем в воде.

    [свернуть]

  2. Какие виды зарядов бывают в жидкостях и газах?
    Ответ

    Электроны, положительные ионы и отрицательные ионы.

    [свернуть]

  3. Что является носителем заряда в металле?
    Ответ

    В металле может быть только один вид носителей зарядов это электрон.

    [свернуть]

  4. Что такое ион?
    Ответ

    Это атом потерявших свой электрон (положительный ион) или наоборот притянувший к себе лишний электрон (отрицательный ион).

    [свернуть]

 

Атом

Для начала изучения электроники нам  необходимо знать что такое атом.

Это нам понадобится для понимания внутренних процессов в радиодеталях да и не только .Ведь понимая процесс изнутри его проще понять и запомнить на долгое время.

Все вокруг нас в том числе и мы состоит из атомов. Атом настолько мал, что только в одной капле воды два секстиллиона атомов кислорода а это 2*10^21  степени.(рис 1)

 

Основной частью атома является его ядро в котором находится почти вся масса атома, само ядро состоит из протонов и нейтронов. Вокруг которого  послойно вращаются электроны.(рис 2)

Электрон и протон имеют свой электрический потенциал. То есть в них хранятся мельчайшие порции электричества. (рис 2)

Электрон обладает отрицательным зарядом .

Протон имеет положительный заряд +.

Нейтрон является электрически нейтральным отсюда и его название.

Атомы различных веществ отличаются по количеству протонов в ядре и электронов вращающихся  вокруг него так в атоме водорода один протон (рис3.1)и один электрон далее по сложности гелий у него в ядре два протона два электрона(рис3.2), у лития три протона три электрона(рис 3.3) и т.д.

Атомы различаются по количеству протонов в ядре

На сегодняшний день известно 107 основных видов атомов их называют химическими элементами. Соединяя эти 107 химических элементов между собой получаются миллиарды различных веществ(рис 4). То есть разные сочетания атомов образуют вещества такие как гранит и бумагу, нефть и алмазы, медь и алюминий да и все что нас окружает.

Молекула

Электроны вращаются вокруг ядра атома не абы как а послойно. В первом слое от ядра атома могут вращаться не более двух электронов (рис. 5) второй слой может вместить в себя уже до восьми, третий до восемнадцати тд.

Слои электронов

Наиболее важным слоем является крайний слой электронов, благодаря ему атом может взаимодействовать с другими атомами образуя при этом молекулы, а ещё последний слой электронов влияет на его электропроводность, но об этом вы узнаете далее.

Атом может называться атомом только в том случаи если его количество протонов будет равно количеству электронов в нем.(рис 6.1)

Если же количество протонов и электронов различаются между собой то этот атом называют ионом.

В случаи если электронов в атоме больше протонов то такой атом называют отрицательным ионом(рис. 6.2) и наоборот протонов больше чем электронов то его называют положительным ионом(рис 6.3).

Если вы не чего не поняли, то нечего страшного в этом нет, ведь подобная информация весьма сложна в усвоении и в связи с этим советую вам посмотреть видео на эту тему.

Контрольные вопросы.

  1. Из чего состоит атом? 
    Ответ

    Из протонов, нейтронов (ядро атома) и послойно вращающихся вокруг них электронов.

    [свернуть]
  2. Чем различаются атомы различных веществ?
    Ответ

    Количеством протонов, электронов, нейтронов. Количество протонов указывает на порядковый номер химического элемента в таблице Менделеева.

    [свернуть]
  3. Какой электрический потенциал у протона?
    Ответ

    Плюс

    [свернуть]
  4. Какой электрический потенциал у электрона?
    Ответ

    Минус

    [свернуть]

Далее мы ещё вернемся к особенностям строения вещества.