Электрический ток в различных средах: металлы, электролиты, полупроводники, газы, вакуум: ЕГЭ по физике

Электрический ток в различных средах — раздел электродинамики, изучающий природу носителей заряда и закономерности протекания тока в металлах, электролитах, полупроводниках, газах и вакууме. Для ЕГЭ важно знать тип носителей, вольт-амперные характеристики, зависимость сопротивления от температуры…

Что нужно знать

Металлы: носители — свободные электроны (электронный газ), сопротивление растёт с температурой (R = R0(1+αt)), сверхпроводимость при низких температурах.
Электролиты: носители — положительные и отрицательные ионы, образующиеся при диссоциации; ток сопровождается электролизом; закон Фарадея m = kq = (M/(nF))q.
Полупроводники: носители — электроны и дырки; проводимость растёт с температурой и при освещении; собственная и примесная проводимость (донорная и акцепторная).
Газы: при обычных условиях диэлектрики; ток возможен при ионизации (несамостоятельный разряд) или при достаточном напряжении (самостоятельный разряд: тлеющий, дуговой, коронный, искровой).
Вакуум: идеальный вакуум — диэлектрик; ток возможен только при наличии свободных носителей (термоэлектронная эмиссия); вольт-амперная характеристика имеет область насыщения (ток ограничен эмиссией).
Вольт-амперные характеристики: металлы — линейная (омическая); электролиты — линейная с поляризацией; полупроводники — нелинейная; газы — сложная (участок насыщения, затем пробой); вакуум — насыщение.

Термины и понятия

Электрический ток: направленное движение заряженных частиц.
Носители заряда: частицы, обеспечивающие протекание тока (электроны, ионы, дырки).
Электролитическая диссоциация: распад молекул электролита на ионы в растворе или расплаве.
Электролиз: совокупность окислительно-восстановительных процессов на электродах при прохождении тока через электролит.
Закон Фарадея для электролиза: масса выделившегося вещества m = kq = (M/(nF))q, где k — электрохимический эквивалент, F — постоянная…
Собственная проводимость полупроводника: проводимость, обусловленная переходом электронов из валентной зоны в зону проводимости с…
Примесная проводимость: проводимость, обусловленная наличием примесей (донорных или акцепторных).
Донорная примесь: примесь, отдающая электроны (увеличивает электронную проводимость).

Частые ошибки

Путают носители заряда в разных средах: например, считают, что в электролитах ток переносят электроны, а в металлах — ионы.
Ошибочно полагают, что сопротивление полупроводников растёт с температурой (на самом деле падает).
Забывают, что в вакууме ток возможен только при наличии источника свободных электронов (термоэлектронная эмиссия), а идеальный вакуум — диэлектрик.
Неправильно применяют закон Фарадея: путают валентность n и число Фарадея F, или используют массу раствора вместо массы выделившегося вещества.

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Электрический ток в различных средах: металлы, электролиты, полупроводники, газы, вакуум» занимает 2 занятия по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Начать бесплатно Открыть курс

Другие темы раздела

← Предыдущая тема: Закон Ома для полной цепи, ЭДС, внутреннее сопротивление источника тока
Следующая тема: Магнитное поле: индукция магнитного поля, сила Ампера, сила Лоренца, магнитные свойства вещества

Все темы: ЕГЭ по физике