액체와 기체의 전류

액체의 전류

금속 도체에서 전기 자유 전자의 방향성 이동에 의해 형성되며 도체를 구성하는 물질에는 변화가 발생하지 않습니다.

전류의 통과가 물질의 화학적 변화를 동반하지 않는 이러한 도체를 일급 도체... 여기에는 모든 금속, 석탄 및 기타 여러 물질이 포함됩니다.

그러나 자연에는 전류가 흐르는 동안 화학 현상이 발생하는 전류 도체도 있습니다. 이 도체는 두 번째 종류의 도체... 그들은 주로 산, 염 및 염기의 물에 다양한 용액을 포함합니다.

유리 용기에 물을 붓고 황산(또는 다른 산 또는 알칼리) 몇 방울을 더한 다음 두 개의 금속판을 가져 와서 전선을 부착하고 이 판을 용기에 내리고 전류를 연결하면 스위치와 전류계를 통해 와이어의 다른 쪽 끝에 소스를 공급하면 용액에서 가스가 방출되고 회로가 닫혀 있는 한 계속해서 가스가 방출됩니다.산성화된 물은 실제로 전도체입니다. 또한 플레이트가 기포로 덮이기 시작합니다. 그런 다음 이 기포가 플레이트에서 분리되어 나옵니다.

용액에 전류를 흘리면 화학적 변화가 일어나 가스가 방출됩니다.

그들은 두 번째 유형의 전해질의 전도체라고 불리며 전류가 전해질을 통과할 때 전해질에서 발생하는 현상은 전기분해입니다.

전해질에 담긴 금속판을 전극이라고 합니다. 전류원의 양극에 연결된 하나를 양극이라고 하고 음극에 연결된 다른 하나를 음극이라고 합니다.

액체 전도체에서 전류의 흐름을 결정하는 것은 무엇입니까? 그러한 용액 (전해질)에서 용매 (이 경우 물)의 작용하에 산 분자 (알칼리, 염)가 두 성분으로 분해되고 분자의 한 부분은 양전하를 가지며 다른 부분은 부정적인 것.

전하를 띤 분자 입자를 이온이라고 합니다. 산, 염 또는 알칼리가 물에 용해되면 용액에서 많은 수의 양이온과 음이온이 발생합니다.

전류원에 연결된 전극 사이에 전위차즉, 그들 중 하나는 양전하를 띠고 다른 하나는 음전하를 띠는 것으로 판명되었습니다. 이 전위차의 영향으로 양이온은 음극 인 음극쪽으로, 음이온은 양극쪽으로 혼합되기 시작했습니다.

따라서 이온의 무질서한 움직임은 한 방향으로 음이온과 다른 방향으로 양이온의 질서정연한 반대 운동이 되었습니다.이 전하 이동 과정은 전해질을 통한 전류 흐름이며 전극에 전위차가 있는 한 발생합니다. 전위차가 사라지면 전해질을 통과하는 전류가 멈추고 이온의 질서 있는 이동이 중단되고 혼돈의 이동이 다시 시작됩니다.

예를 들어, 구리 전극이 낮아진 황산구리 CuSO4 용액에 전류가 흐를 때 전기 분해 현상을 고려하십시오.

전류가 황산구리 용액을 통과할 때 전기분해 현상: C — 전해질 용기, B — 전류원, C — 스위치

또한 이온이 전극으로 역방향으로 이동하게 됩니다. 양이온은 구리 이온(Cu)이고 음이온은 산성 잔류물(SO4)입니다. 구리 이온은 음극과 접촉할 때 방출됩니다(잃어버린 전자를 자신에게 붙임). 즉, 순수한 구리의 중성 분자로 변환되어 가장 얇은(분자 ) 층.

양극에 도달하는 음이온도 방출됩니다(과도한 전자 제공). 그러나 동시에 그들은 양극의 구리와 화학 반응을 일으켜 구리 분자 Cti가 산 잔류 물 SO4에 추가되고 황산구리 CnasO4 분자가 형성되어 다시 전해질.

이 화학 공정은 오랜 시간이 걸리기 때문에 전해질에서 방출되는 음극에 구리가 증착됩니다. 이 경우 전해질은 음극으로 갔던 구리 분자 대신 두 번째 전극인 양극의 용해로 인해 새로운 구리 분자를 받아들입니다.

구리 대신 아연 전극을 사용하고 전해질이 황산 아연 ZnSO4 용액이면 동일한 과정이 발생합니다.아연도 양극에서 음극으로 이동합니다.

따라서 금속의 전류와 액체 전도체의 차이는 금속의 전하 캐리어가 자유 전자일 뿐이라는 사실에 있습니다. 전해질에 있는 동안 음전하 전기 반대로 전하를 띤 물질 입자에 의해 운반됩니다. 반대 방향으로 움직이는 이온. 이것이 전해질이 이온 전도도를 갖는다고 말하는 이유입니다.

전기분해 현상은 1837년 B. S. Jacobi에 의해 발견되었으며, 그는 화학적 전류원을 연구하고 개선하기 위해 수많은 실험을 했습니다. Jacobi는 전류가 통과할 때 황산구리 용액에 놓인 전극 중 하나가 구리로 코팅되어 있음을 발견했습니다.

이 현상을 전기주조(electroforming)라고 하며, 이제 매우 큰 실제 적용을 찾습니다. 이에 대한 한 가지 예는 니켈 도금, 금 도금, 은 등과 같은 다른 금속의 얇은 층으로 금속 물체를 코팅하는 것입니다.

가스의 전류

기체(공기 포함)는 정상적인 조건에서 전기를 전도하지 않습니다. 예를 들어, 목표 가공선용 전선서로 평행하게 매달린 상태에서 공기층에 의해 서로 격리됩니다.

그러나 고온, 큰 전위차 및 기타 이유로 인해 액체 전도체와 같은 가스가 이온화됩니다. 즉, 가스 분자 입자가 대량으로 나타나 전기 운반자로서 통과에 기여합니다. 가스를 통한 전류.

그러나 동시에 기체의 이온화는 액체 전도체의 이온화와 다릅니다.분자가 액체에서 두 개의 하전 부분으로 나뉘면 이온화 작용하에 가스에서 전자는 항상 각 분자에서 분리되고 이온은 분자의 양전하 부분 형태로 유지됩니다.

가스의 이온화를 멈추기만 하면 됩니다. 액체는 항상 전류의 전도체로 남아 있는 반면 전도성이 없어지기 때문입니다. 따라서 기체의 전도도는 외부 요인의 작용에 따라 일시적인 현상입니다.

그러나 다른 것이 있습니다 방전의 종류아크 방전 또는 단순히 전기 아크라고 합니다. 전기 아크 현상은 19세기 초 러시아 최초의 전기 기술자 V. V. Petrov에 의해 발견되었습니다.

V. V. 수많은 실험을 수행하면서 Petrov는 전류원에 연결된 두 개의 석탄 사이에서 밝은 빛과 함께 공기 중에 지속적인 전기 방전이 나타남을 발견했습니다. 그의 글에서 V. V. Petrov는이 경우 "어두운 고요함이 충분히 밝게 빛날 수 있습니다. "라고 썼습니다. 따라서 처음으로 다른 러시아 전기 엔지니어 인 Pavel Nikolayevich Yablochkov가 실제로 적용한 전기 조명을 얻었습니다.

전기 아크를 기반으로 작업하는 "Svesht Yablochkov"는 당시 전기 공학에 진정한 혁명을 일으켰습니다.

아크 방전은 오늘날 예를 들어 스포트라이트 및 프로젝션 장치에서 광원으로 사용됩니다. 아크 방전의 높은 온도는 그것을 위해 사용될 수 있습니다 아크 용광로 장치… 현재, 매우 높은 전류로 구동되는 아크로는 철강, 주철, 합금철, 청동 등 여러 산업에서 사용됩니다. 그리고 1882년에 NN Benardos는 처음으로 금속 절단 및 용접을 위해 아크 방전을 사용했습니다.

가스 파이프, 형광등, 전압 안정기에서 소위 글로우 가스 방전이라는 전자 및 이온 빔을 얻습니다.

스파크 방전 전극이 광택 표면을 가진 두 개의 금속 볼인 구형 스파크 갭을 사용하여 큰 전위차를 측정하는 데 사용됩니다. 공이 떨어져 이동되고 측정 가능한 전위차가 공에 적용됩니다. 그런 다음 볼 사이에 불꽃이 지나갈 때까지 볼을 더 가깝게 만듭니다. 볼의 직경, 볼 사이의 거리, 공기의 압력, 온도 및 습도를 알면 특수 테이블에 따라 볼 사이의 전위차를 찾습니다. 이 방법을 사용하면 수만 볼트 정도의 전위차를 몇 퍼센트의 정확도로 측정할 수 있습니다.