Электрический ток в жидкостях
Как известно, химически чистая (дистиллированная) вода является плохим проводником. Однако при растворении в воде различных веществ (кислот, щелочей, солей и др.) раствор становится проводником, из-за распада молекул вещества на ионы. Это явление называется электролитической диссоциацией, а сам раствор электролитом проводить ток.
В отличие от металлов и газов прохождение тока через электролит сопровождается химическими реакциями на электродах, что приводит к выделению на них химических элементов, входящих в состав электролита.
Первый закон Фарадея: масса вещества, выделяющегося на каком-либо из электродов, прямо пропорциональна заряду через электролит
Электрохимический эквивалент вещества - табличная величина.
Второй закон Фарадея:
Протекание тока в жидкостях сопровождается выделением теплоты. При этом выполняется закон Джоуля-Ленца.
Электрический ток в металлах
При прохождении тока металлы нагреваются. В результате чего ионы кристаллической решетки начинают колебаться с большей амплитудой вблизи положений равновесия. В результате этого поток электронов чаще соударяется с кристаллической решеткой, а следовательно возрастает сопротивление их движению. При увеличении температуры растет сопротивление проводника.
Каждое вещество характеризуется собственным температурным коэффициентом сопротивления - табличная величина. Существуют специальные сплавы, сопротивление которых практически не изменяется при нагревании, например манганин и константан.
Явление сверхпроводимости. При температурах близких к абсолютному нулю (-2730C) удельное сопротивление проводника скачком падает до нуля. Сверхпроводимость - микроскопический квантовый эффект.
Применение электрического тока в металлах
Лампа накаливания производит свет за счет электрического тока, протекающего по нити накала. Материал нити накала имеет высокую температуру плавления (например, вольфрам), так как она разогревается до температуры 2500 – 3250К. Нить помещена в стеклянную колбу с инертным газом.
Электрический ток в газах
Газы в естественном состоянии не проводят электричества (являются диэлектриками), так как состоят из электрически нейтральных атомов и молекул. Проводником может стать ионизированный газ, содержащий электроны, положительные и отрицательные ионы.
Ионизация может возникать под действием высоких температур, различных излучений (ультрафиолетового, рентгеновского, радиоактивного), космических лучей, столкновения частиц между собой.
Ионизированное состояние газа получило название плазмы. В масштабах Вселенной плазма - наиболее распространенное агрегатное состояние вещества. Из нее состоят Солнце, звезды, верхние слои атмосферы.
Прохождение электрического тока через газ называется газовым разрядом.
В "рекламной" неоновой трубке протекает тлеющий разряд. Светящийся газ представляет собой "живую плазму".
Между электродами сварочного аппарата возникает дуговой разряд.
Дуговой разряд горит в ртутных лампах - очень ярких источниках света.
Искровой разряд наблюдаем в молниях. Здесь напряженность электрического поля достигает пробивного значения. Сила тока около 10 МА!
Для коронного разряда характерно свечение газа, образуя "корону", окружающую электрод. Коронный разряд - основной источник потерь энергии высоковольтных линий электропередачи.
Электрический ток в вакууме
А возможно ли распространение электрического тока в вакууме (от лат. vacuum - пустота)? Поскольку в вакууме нет свободных носителей зарядов, то он является идеальным диэлектриком. Появление ионов привело бы к исчезновению вакуума и получению ионизированного газа. Но вот появление свободных электронов обеспечит протекание тока через вакуум. Как получить в вакууме свободные электроны? С явления термоэлектронной эмиссии - испускания веществом электронов при нагревании.
Вакуумный диод, триод, электронно-лучевая трубка (в старых телевизорах) - приборы, работа которых основана на явлении термоэлектронной эмиссии. Основной принцип действия: наличие тугоплавкого материала, через который протекает ток - катод, холодный электрод, собирающий термоэлектроны - анод.
Среди орбит, на которые выводятся искусственные спутники Земли, стоит выделить следующие типичные конфигурации:
Низкая околоземная орбита. Обычно околокруговая орбита с высотой 300-600 километров. На таких орбитах летает большинство спутников Земли, в том числе осуществляющие дистанционное зондирование планеты.
Солнечно-синхронная орбита. Приполярная околокруговая орбита. В зависимости от наклонения (которое в любом случае близко к 90 градусам) и высоты орбиты можно добиться различной скорости вращения орбиты в пространстве, вызванной сплюснутостью Земли. Благодаря этому на такой орбите спутник проходит одну географическую широту каждый раз в одно и то же среднее солнечное время.
Геостационарная орбита. Круговая орбита, находящаяся в плоскости экватора. Высота орбиты – 35786 над средним уровнем моря. Угловая скорость спутника на такой орбите равна угловой скорости вращения Земли относительно звезд (сидерические сутки). Из-за небольшой сплюснутости Земли на экваторе (третья гармоника геопотенциала) на геостационарной орбите есть только две устойчивые точки, в других точках аппарат необходимо постоянно поддерживать. Из-за высокой важной орбиты и ее уникальности, место на ней дорого, и каждый аппарат сводится после окончания работы.
Сильноэллиптическая орбита. Орбита с большим эксцентриситетом, выглядящая как эллипс. Обычно у таких орбит низкие перицентр и высокий апоцентр. Это можно использовать для запуска телекоммуникационных спутников, минуя заполненную геостационарную орбиту. Группировка аппаратов на сильно вытянутых орбитах может обеспечивать постоянное покрытие поверхности страны. Такая орбита используется космическим телескопом Спектр-Р для обеспечения большой интерферометрической базы. К таким орбитам относятся геопереходные, у которых перицентр находится на низкой околоземной орбите, а апоцентр – на геостационарной. Ракета-носитель выводит аппарат на такую орбиту, а по достижении апоцентра он должен собственными двигателями перейти на круговую орбиту.
Обычно спутники, как искусственные, так и естественные, обращаютяс в ту же сторону, в которую вращается притягивающее тело. Изредка встречаются ретроградные орбиты, по которым тело вращается в обратную сторону.
Объяснение: