Rozhodně každý ví, že kapaliny mohou dokonale řídit elektrickou energii. Je také dobře známo, že všechny vodiče jsou rozděleny do několika podskupin podle svého typu. V našem článku navrhujeme, jak se provádí elektrický proud v kapalinách, kovech a dalších polovodičích, jakož i zákony elektrolýzy a její typy.
Teorie elektrolýzy
Abychom lépe porozuměli tomu, co je v sázce, doporučujeme začít teorií: elektřina, pokud považujeme elektrický náboj za druh kapaliny, se stala známou více než 200 let. Poplatky jsou tvořeny jednotlivými elektrony, ale ty jsou tak malé, že se jakýkoli velký náboj chová jako plynulý tok, kapalina.
Jako pevné tělesa mohou být vodiče kapalin tří typů:
- polovodiče (selen, sulfidy a další);
- dielektrika (alkalické roztoky, soli a kyseliny);
- vodiče (například v plazmě).
Proces, při kterém se elektrolyty rozpouštějí a ionty se rozpadají pod vlivem elektrického molárního pole, se nazývá disociace. Podíl molekul, které se rozpadly na ionty, nebo rozpadlých iontů v solutu, závisí zcela na fyzikálních vlastnostech a teplotě v různých vodičích a taveninách. Je třeba mít na paměti, že ionty se mohou znovu rekombinovat nebo sjednotit. Pokud se podmínky nezmění, bude počet rozpadlých iontů a kombinovaný poměr stejně proporcionální.
V elektrolytech, ionty přenášejí energii, protože mohou to být jak kladně nabité částice, tak negativně. Během spojení kapaliny (přesněji řečeno nádoby s kapalinou do napájecí sítě) začne pohyb částic na opačné náboje (kladné ionty začnou přitahovat katody a záporné ionty budou přitahovány k anodám). V tomto případě je energie transportována přímo, ionty, takže vodivost tohoto typu se nazývá iontová.
Během tohoto typu vedení se ionty přenášejí na proud a na elektrody se uvolňují látky, které jsou složkami elektrolytů. Pokud mluvíme z hlediska chemie, pak dochází k oxidaci a redukci. Elektrický proud v plynech a kapalinách je tedy transportován elektrolýzou.
Zákony fyziky a proudu v kapalinách
Elektřina v našich domovech a zařízeních, zpravidla není přenášena v kovových drátech. V kovu, elektrony mohou pohybovat se od atomu k atomu, a tak nést záporný náboj.
Jako kapaliny, jsou uvedeny ve formě elektrického napětí, známé jako napětí, změněné v jednotkách - volty, na počest italského vědce Alessandro Volta.
Video: Elektrický proud v kapalinách: kompletní teorie
Také, elektrický proud teče z vysokého napětí k nízkému napětí a je změřen v jednotkách známých jako ampéres, pojmenovaný pro Andre-Marie Ampere. A podle teorie a vzorce, pokud zvýšíte napětí, pak se jeho síla také zvýší úměrně. Tento vztah je znám jako Ohmův zákon. Příkladem je virtuální charakteristika zesilovače.
Ohmův zákon (s dalšími detaily o délce a tloušťce drátu) je zpravidla jednou z prvních věcí vyučovaných ve třídách, které studují fyziku, mnoho studentů a učitelů proto považuje elektrický proud v plynech a kapalinách za základní zákon ve fyzice.
Aby bylo možné na vlastní oči vidět pohyb nábojů, je třeba připravit baňku se slanou vodou, ploché obdélníkové elektrody a zdroje energie, také potřebujete instalaci ampérmetru, který bude použit k vedení energie ze sítě do elektrod.
Desky, které fungují jako vodiče, musí být ponořeny do kapaliny a musí být zapnuto napětí. Poté začne chaotický pohyb částic, ale jako po vzniku magnetického pole mezi vodiči bude tento proces zefektivněn.
Když ionty začnou měnit své náboje a kombinují se, anody se stanou katodami a katody se stanou anodami. Zde je však nutné vzít v úvahu elektrický odpor. Teoretická křivka samozřejmě hraje důležitou roli, ale hlavním vlivem je teplota a úroveň disociace (v závislosti na tom, které nosiče jsou zvoleny) a je zvolen střídavý proud nebo konstantní proud. Závěrem této experimentální studie si můžete všimnout, že na pevných látkách (kovových deskách) vznikla tenká vrstva soli.
Elektrolýza a vakuum
Elektrický proud ve vakuu a kapalinách je poměrně komplikovaná otázka. Faktem je, že v takových prostředích nejsou žádné náboje v tělech, což znamená, že je to dielektrikum. Jinými slovy, naším cílem je vytvořit podmínky, aby atom elektronů mohl začít svůj pohyb.
Za účelem použití modulárního zařízení, vodičů a kovových desek, a poté působení jako ve výše uvedeném způsobu.
Aplikace elektrolýzy
Tento proces se používá téměř ve všech oblastech života. Dokonce i ty nejzákladnější práce někdy vyžadují zásah elektrického proudu do tekutin, řekněme,
Použitím tohoto jednoduchého procesu se pevné látky potáhnou nejtenčí vrstvou jakéhokoliv kovu, například niklováním nebo chromováním. To je jeden z možných způsobů řešení korozních procesů. Tyto technologie se používají při výrobě transformátorů, měřidel a dalších elektrických zařízení.
Doufejme, že naše zdůvodnění odpovídalo na všechny otázky, které vyvstávají při studiu fenoménu elektrického proudu v kapalinách. Pokud potřebujete lepší odpovědi, doporučujeme Vám navštívit fórum elektrikářů, kde vám rádi poradí zdarma.