Електричний струм у різних середовищах

На уроках фізики й хімії ви вже досліджували особливості проходження електричного струму в різних середовищах, зокрема в металах, рідинах і газах, де носіями струму можуть бути вільні електрони, позитивні й негативні йони. Пригадати ці особливості ви зможете, проаналізувавши дані, наведені в таблиці 3.2 (зробіть це).

Таблиця 3.2

Назва середовища	Процес утворення носіїв струму	Носії струму	Протікання струму
Метал	Є вільні електрони	Вільні електрони	В електричному полі вільні електрони починають рухатися напрямлено без припинення хаотичного руху
Рідина	Електролітична дисоціація — розщеплення речовини на йони у водному розчині або розплаві	Позитивні й негативні йони
Газ	Йонізація — утворення позитивних і негативних йонів та вільних електронів з молекул (атомів) газу	Позитивні й негативні йони та електрони	Електричний або газовий розряд
Напівпровідники	Власна й домішкова провідність. За підвищення температури, за яскравого освітлення або внесення домішок руйнуються ковалентні зв’язки й утворюються вільні електрони та дірки	Електрони та дірки	Провідність напівпровідників зумовлена рухом вільних електронів (електронна провідність) і рухом дірок (діркова провідність)
Вакуум	Емісія — випускання електронів речовинами внаслідок зовнішніх впливів (нагрівання, освітлення, бомбардування тощо)	Електрони

Схарактеризувати застосування проходження постійного й змінного струмів крізь різні середовища ви зможете, проаналізувавши малюнок 3.9 та підписи до нього (зробіть це).

Мал. 3.9. Практичне використання проходження струму: а) у вакуумі (вакуумний діод, електронно-променева трубка кінескопа); б) в електролітах (рафінування міді, посрібнення); в) у газах (газорозрядні рекламні трубки, зварювання); г) у напівпровідниках (комп’ютерні плати)

SALt (Sustainable Alternative Lighting) — лампа, яка може горіти протягом 8 годин на склянці води та двох чайних ложках солі. Волонтерка Грінпіс і за сумісництвом інженерка університету De La Salle Айса Міжено (Aisa Mijeno) прийшла до ідеї створення «соляного світильника» під час перебування в місцевих філіппінських племенах. Це світлодіодна лампа, джерелом енергії для якої є гальванічний елемент. За словами винахідниці, готовий продукт — сольова батарея — не тільки забезпечить світлом будинки без центральної електромережі, а й дасть змогу заряджати мобільні пристрої (смартфони, планшети) через USB-πορτ, убудований у бічну частину лампи.

Значення електричного струму в природі вам уже відоме. Це й біоструми, нервові імпульси, блискавка, вогні святого Ельма тощо (мал. 3.10).

Біоструми — це рух йонів й електронів, що відіграє істотну роль у всіх життєвих процесах. Створюваний при цьому біопотенціал існує як на внутрішньоклітинному рівні, так і в частинах тіла й органах. Передавання нервових імпульсів відбувається за допомогою електрохімічних сигналів. Деякі тварини (електричні скати, електричний вугор) здатні накопичувати потенціал у кілька сотень вольт і використовують це для самозахисту й пошуку здобичі.

Блискавка є природним іскровим газовим розрядом. Природний коронний газовий розряд (вогні святого Ельма) спостерігають за атмосферного тиску в дуже неоднорідних електричних полях, наприклад, під час грози навколо лопатей гвинтокрила.

Мал. 3.10. Електрика в природі

Зміст