Vakumda elektrik akımı konulu proje. Konuyla ilgili bir fizik dersi için ders sunumu için sunumlar. silikonda temel akım

"Vakumda elektrik akımı" konulu ders.

Dersin amaçları: öğrencileri elektronik cihazlarla tanıştırmak - bugün hala kullanımda olan yarı iletken cihazların öncülleri; öğrencilerin TEE olgusunu ve tezahürünün koşullarını anlamalarını sağlamak; dikkat, mantıksal düşünme, ana şeyi vurgulama yeteneğinin gelişimine devam edin.

Ekipman: sunum, bilgisayar, katot ışın tüpü, vakum tüpleri seti.

Ders türü - birleşik (bir sunum kullanarak öğretmenin hikayesi, bir ders kitabıyla kendi kendine çalışma, edinilen bilgilerin kontrolü)

Ders planı.

1. Bugün derste.

2. Önceki "p / p'de elektrik akımı" konusunun tekrarı (slayda göre).

3. Öğretmenin sunuma göre boşluktaki akımla ilgili hikayesi.

4. Sabitleme (slayda göre).

5. Bağımsız işöğrencilerin katot ışın tüpünü ve elektron ışınlarının özelliklerini pekiştirmek ve daha derinlemesine incelemek.

6. Dz S. 117 -118, G. Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky'nin 10. sınıf fizik ders kitabı.

Belge içeriğini görüntüle
"Vakumda elektrik akımı" dersi sunumu, 10. sınıf, temel seviye.

Vakumda elektrik akımı

Savvateeva Svetlana Nikolaevna, fizik öğretmeni

MBOU "Kemetskaya orta okulu", Bologovsky bölgesi, Tver bölgesi.

bugün sınıfta

Vakum "hiçbir şey" mi yoksa "bir şey" mi?

Vakum iletken mi yoksa yalıtkan mı?

Vakum ne için?

Yük taşıyıcıları vakuma nasıl dahil edilir?

Hangi yük taşıyıcıları bir vakumda akım yaratır?

Hangi cihazlar vakum akımını kullanır?

İki elektrotlu elektron lambasının ana özelliği nedir?

Tekrar edelim

• Artan sıcaklıkla dirençleri neden azalır?

FAKAT. Azaltmak konsantrasyon ücretsiz ücret taşıyıcıları.

B . yakınlaştır konsantrasyon ücretsiz ücret taşıyıcıları.

İÇİNDE. yakınlaştır elektron hızı.

2. Üç değerlikli indiyum, dört değerlikli silikona eklenir. Ne olacak

silikondaki ana akım?

FAKAT. Elektronik. B. delikli . İÇİNDE . Elektronik - delik.

3. Saf p / p'de (safsızlıklar olmadan), delik akımı 5 A'dır. Elektronik nedir

akım ve toplam akım?

FAKAT. 5A,5A . B . 5A, 10A . İÇİNDE. 5 A.0 G . 0,5 A

4. Ücretsiz yük taşıyıcılarının konsantrasyonu nasıl değişir?

Metaller ısıtıldığında p/n yapar mı?

FAKAT. Metaller için değişmez, p/n için artar.

B. Metaller için artar, p / n için değişmez.

İÇİNDE . Metaller ve p / n artışları için.

G. Metaller için ve p / n için azalır.

5. Elektronlar ve delikler birleştiğinde ne olur?

A. Nötr bir atom oluşur. B. Negatif iyon.

B. Pozitif iyon.

T HERMOELEKTRON EMİSYONU

• Çok sıcak metallerden elektron yayma işlemi.
• Yoğunluk, yüzey alanına, metalin sıcaklığına, katodun malzemesine bağlıdır.

elektrovakum diyot (iki elektrotlu vakum tüpü)

Vakumda elektrik akımı - yönlü hareket

elektronlar.

Bir elektrovakum diyotunun ana özelliği

Bir diyotun ana özelliği, akımı tek yönde geçirir.

anot varsa akım var (+ ψ ) veya anotta ise akım yok (-ψ).

Bu özellik AC düzeltme için kullanılır.

Katot ışın tüpü - osiloskop, TV, bilgisayar ekranları

Elektron ışınlarının özellikleri: ataletsiz, elektrik tarafından saptırılmış

Ve manyetik alanlar, bazı maddelerin parlamasına neden olur, vücudu ısıtır.

demirleme

• "Bugün derste" slaydın sorularının cevapları.
• TEE nedir ve hangi koşullarda oluşur?
• Çalışma işlevi nedir?
• Vakum diyotu neden tek yönlü iletime sahiptir?

5. Elektron ışınlarının özellikleri ve katot ışın tüpü hakkında bir hikaye yazın.

TERMOELEKTRONİK EMİSYON. Gazı bir kaptan (tüp) dışarı pompalayarak, gaz moleküllerinin birbirleriyle hiç çarpışmadan kabın bir duvarından diğerine uçmak için zamana sahip olduğu konsantrasyonuna ulaşmak mümkündür. Bir tüpteki bu gaz durumuna vakum denir. Elektrotlar arası boşluğun vakumdaki iletkenliği, yalnızca tüpe bir yüklü parçacık kaynağı sokularak sağlanabilir.

TERMOELEKTRONİK EMİSYON. Termiyonik emisyon. Çoğu zaman, böyle bir yüklü parçacık kaynağının etkisi, ısıtılan cisimlerin özelliklerine dayanır. Yüksek sıcaklık, elektron yayar. Bu sürece termiyonik emisyon denir. Elektronların metal yüzeyinden buharlaşması olarak düşünülebilir. Birçok katı madde için termiyonik emisyon, maddenin buharlaşmasının henüz meydana gelmediği sıcaklıklarda başlar. Bu tür maddeler katot üretimi için kullanılır.

TEK TARAFLI İLETKENLİK. Tek yönlü iletim. Termiyonik emisyon olgusu, soğuk olandan farklı olarak ısıtılmış bir metal elektrotun sürekli elektron yaymasına neden olur. Elektronlar, elektrotun etrafında bir elektron bulutu oluşturur. Elektrot pozitif olarak yüklenir ve yüklü bulutun elektrik alanının etkisi altında, buluttan gelen elektronlar kısmen elektrota geri döner.

TEK TARAFLI İLETKENLİK. Denge durumunda, saniyede elektrottan ayrılan elektronların sayısı, bu süre boyunca elektrota dönen elektronların sayısına eşittir. Metalin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, elektron bulutunun yoğunluğu da o kadar yüksek olur. Havanın boşaltıldığı bir kaba lehimlenen sıcak ve soğuk elektrotların sıcaklıkları arasındaki fark, aralarında tek taraflı elektrik akımı iletimine yol açar.

TEK TARAFLI İLETKENLİK. Elektrotlar bir akım kaynağına bağlandığında aralarında bir elektrik alanı oluşur. Akım kaynağının pozitif kutbu soğuk bir elektroda (anoda) ve negatif kutbu da ısıtılmış olana (katot) bağlanırsa, elektrik alan şiddeti vektörü ısıtılmış elektroda yönlendirilir. Bu alanın etkisi altında elektronlar kısmen elektron bulutunu terk eder ve soğuk elektrota doğru hareket eder. Elektrik devresi kapatılır ve içinde bir elektrik akımı kurulur. Kaynağın zıt kutupluluğu ile alan kuvveti, ısıtılmış elektrottan soğuk olana yönlendirilir. Elektrik alanı, bulutun elektronlarını ısıtılmış elektrota geri iter. Devre açık.

DİYOT. Diyot. Tek yönlü iletim, daha önce iki elektrotlu elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılıyordu - yarı iletken diyotlar gibi elektrik akımını düzeltmeye yarayan vakum diyotları. Bununla birlikte, şu anda, vakum diyotları pratik olarak kullanılmamaktadır.

"Vücudun momentumunun korunumu yasası" - Adam. Momentumun korunumu yasası. Etkileşen cisimler sistemi. "Vücudun momentumunu" incelemek. Doğa. vücut momentumu. Problem çözme. Görevlerin toplanması. Yeni materyal öğrenmek için motivasyon. Dürtü yönü. Çalışma planı fiziksel miktar. Grafik yorumlama. Fiziğin diğer bilimlerle bağlantısı. Etkileşen iki cisimden oluşan bir sistem düşünün. Yasanın deneysel olarak doğrulanması. Newton. Bir çizim çalıştırın.

"Sıvıların Özellikleri" - Açı? kenar açısı denir. Islatıcı sıvılar kılcal damarlardan yükselir, ıslatmayan sıvılar aşağı iner. Ancak örneğin su, yağlı yüzeyleri ıslatmaz. Ve tam tersi: kılcal damarları ıslatmayan sıvılar içine batar (cam ve cıva). Aksine, cıva kasedeki seviyenin altına düşecektir (sağdaki şekil). Su, temiz cam yüzeyi neredeyse tamamen ıslatır. Kılcal damarın "çalışan bir modelini" oluşturduğumuz ortaya çıktı.

"Yarı iletkenlerin iletkenliği" - İki yarı iletkenin elektriksel temasını düşünün. Farklı maddeler farklı elektriksel özelliklere sahiptir. Maddelerin iletkenliği. Yarım dalga doğrultucu şeması. Kendi iletkenliği. Yarı iletken cihazlar. Kontrol için sorular. Yarı iletkenlerin içsel iletkenliği. Yarı iletken diyotların kullanımı. Yarı iletkenlerin safsızlık iletkenliği. Sorular. Yarı iletken diyot ve uygulaması.

"Atomun kullanımı" - Elde etme ilkesi nükleer enerji. "Atom" barışçıl veya askeri. İnsanlığın yararına barışçıl atom. Tıpta radyoizotop teşhisi. Nükleer buz kırıcı. Bir nükleer santralin işletme şeması. MEPhl reaktörü. Nükleer Tıp. Huzurlu "atom". Rusya'daki en büyük nükleer santraller.

"Alternatif yakıtlar" - Güneş enerjisi. Modern yakıt ikameleri. Alternatif yakıtlar. Biyoyakıt. Elektrik. Hidrojen. Alkol. Bizim hediyemiz. Atık geri dönüşüm süreci. Sıkıştırılmış hava. Yakıt türleri.

"Cismin momentumu ve kuvvetin momentumu" - Momentumun korunumu yasası. Demiryolu taşımacılığı. Topların çarpışması örneğinde momentumun korunumu yasası. Vücut momentumu kavramı. Yeni materyal öğrenmek. Koruma. organizasyon aşaması. Özetleme. Vücudun momentumunda değişiklik. Kuvvet dürtüsü. İncelenen materyalin konsolidasyonu. vücut momentumu. Bir görev. Momentumun korunumu yasasının gösterilmesi.

slayt 1

Vakumda yüklü parçacık yoktur ve bu nedenle bir dielektriktir. Onlar. yüklü parçacıkların elde edilmesine yardımcı olacak belirli koşulların yaratılması gereklidir. Metallerde serbest elektronlar bulunur. Oda sıcaklığında metali terk edemezler çünkü pozitif iyonlardan gelen Coulomb çekim kuvvetleri tarafından metalde tutulurlar. Bu kuvvetlerin üstesinden gelmek için elektron, iş fonksiyonu olarak adlandırılan belirli bir enerji harcamalıdır. Metal yüksek sıcaklıklara ısıtıldığında elektronlar tarafından iş fonksiyonuna eşit veya daha büyük enerji elde edilebilir. Öğrenciler tarafından yapılmıştır 10 A Ivan Trifonov Pavel Romanko

slayt 2


Metal ısıtıldığında, iş fonksiyonundan daha büyük kinetik enerjiye sahip elektronların sayısı artar, bu nedenle metalden daha fazla elektron uçar. Metaller ısıtıldığında elektronların emisyonuna termiyonik emisyon denir. Termiyonik emisyonun uygulanması için, elektrotlardan biri olarak refrakter metalden (filament) yapılmış ince bir tel iplik kullanılır. Akım kaynağına bağlı bir filaman ısınır ve elektronlar yüzeyinden uçar. Yayılan elektronlar iki elektrot arasındaki elektrik alanına girer ve bir yönde hareket ederek bir elektrik akımı oluşturur. Termiyonik emisyon olgusu, elektronik tüplerin çalışma prensibinin temelini oluşturur: bir vakum diyotu, bir vakum triyot. Vakumda elektrik akımı Vakum diyotu Vakum triyot

slayt 3

Vakum

Vakum, partiküllerin serbest yolunun (çarpışmadan çarpışmaya) geminin boyutundan daha büyük olduğu, oldukça nadir bir gazdır - elektrik akımı imkansızdır, çünkü olası iyonize molekül sayısı elektriksel iletkenlik sağlayamaz; - yüklü parçacıklardan oluşan bir kaynak kullanılıyorsa, bir vakumda bir elektrik akımı oluşturmak mümkündür; - yüklü bir parçacık kaynağının etkisi, termiyonik emisyon olgusuna dayanabilir .

slayt 4

Termiyonik emisyon (TEE)

Termoelektronik emisyon (Richardson etkisi, Edison etkisi) - yüksek sıcaklıkta bir metalden elektronları çekme olgusu. - bu, sıcak bir metalin görünür parıltısına karşılık gelen sıcaklıklara ısıtıldıklarında katı veya sıvı cisimler tarafından elektronların emisyonudur.Isıtılmış bir metal elektrot, sürekli olarak elektronlar yayar ve kendi etrafında bir elektron bulutu oluşturur.Denge durumunda, sayı Elektrottan ayrılan elektronların sayısı, kendisine geri dönen elektronların sayısına eşittir (çünkü elektronlar kaybolduğunda elektrot pozitif olarak yüklenir).Metalin sıcaklığı ne kadar yüksekse, elektron bulutunun yoğunluğu da o kadar yüksek olur.

slayt 5

vakum diyot

Elektronik lambalarda vakumda elektrik akımı mümkündür Elektronik lamba, termiyonik emisyon olgusunun uygulandığı bir cihazdır.

Slayt 6

Bir vakum diyotun detaylı yapısı

Vakum diyotu, iki elektrotlu (A-anot ve K-katot) bir elektronik lambadır.Cam kabın içinde çok düşük bir H basıncı oluşur - onu ısıtmak için katodun içine yerleştirilmiş bir filament. Isıtılmış katodun yüzeyi elektron yayar. Anot, akım kaynağının + ucuna ve katot - ucuna bağlıysa, devrede sabit bir termiyonik akım akar. Vakum diyotu tek yönlü iletime sahiptir. Onlar. anot potansiyeli katot potansiyelinden yüksekse anottaki akım mümkündür. Bu durumda, elektron bulutundan gelen elektronlar anoda çekilir ve vakumda bir elektrik akımı oluşturur.

Slayt 7

Bir vakum diyotunun volt-amper karakteristiği.

Akım gücünün gerilime bağımlılığı OABCD eğrisi ile ifade edilir. Elektronlar yayıldığında, katot pozitif bir yük kazanır ve bu nedenle elektronları yakınında tutar. Katot ve anot arasında bir elektrik alanı olmadığında, yayılan elektronlar katotta bir elektron bulutu oluşturur. Anot ve katot arasındaki voltaj arttıkça, anoda daha fazla elektron hücum eder ve bu nedenle akım artar. Bu bağımlılık, OAB grafiğinin bölümü ile ifade edilir. Bölüm AB, akımın gerilime doğrudan bağımlılığını karakterize eder, yani. U1 - U2 voltaj aralığında, Ohm kanunu yerine getirilir. BCD bölümündeki doğrusal olmayan bağımlılık, anoda koşan elektronların sayısının katottan kaçan elektronların sayısından daha fazla olması gerçeğiyle açıklanır. Yeterli olduğunda büyük önem U3 voltajı, katottan yayılan tüm elektronlar anoda ulaşır ve elektrik akımı doygunluğa ulaşır.

Slayt 8

Bir vakum diyotunun akım-voltaj karakteristiği.

Alternatif akımı düzeltmek için bir vakum diyotu kullanılır. Yüklü parçacıkların kaynağı olarak α parçacıkları yayan radyoaktif bir preparat kullanabilirsiniz Elektrik alan kuvvetlerinin etkisi altında α parçacıkları hareket eder, yani. bir elektrik akımı oluşacaktır. Böylece, herhangi bir yüklü parçacığın (elektronlar, iyonlar) düzenli hareketi ile vakumda bir elektrik akımı oluşturulabilir.

Slayt 9

elektron ışınları

Özellikler ve uygulama: Cisimlerin üzerine çıkarak ısınmalarına neden olurlar (vakumda elektronik erime) Elektrik alanlarında sapmalar; Lorentz kuvvetinin etkisi altında manyetik alanlarda sapma; Bir maddenin üzerine düşen ışın yavaşladığında X-ışınları üretilir; Bazı katı ve sıvı cisimlerin (fosforların) parlamasına (lüminesans) neden olur; vakum tüplerinde ve gaz boşaltma cihazlarında hızlı uçan elektronların akışıdır.

Slayt 10

Katot Işın Tüpü (CRT)

Termiyonik emisyon fenomenleri ve elektron demetlerinin özellikleri kullanılır. CRT, bir elektron tabancası, yatay ve dikey saptırıcı elektrot plakaları ve bir ekrandan oluşur.Elektron tabancasında, ısıtılmış katot tarafından yayılan elektronlar, kontrol ızgara elektrotundan geçer ve anotlar tarafından hızlandırılır. Elektron tabancası elektron demetini bir noktaya odaklar ve ekrandaki ışımanın parlaklığını değiştirir. Yatay ve dikey plakaları saptırmak, ekrandaki elektron ışınını ekrandaki herhangi bir noktaya hareket ettirmenizi sağlar. Tüpün ekranı, elektronlarla bombardıman edildiğinde parlayan bir fosforla kaplıdır. İki tip tüp vardır: 1) elektron demetinin elektrostatik kontrollü (sadece elektrik alanı tarafından elektron demeti sapması); 2) elektromanyetik kontrollü (manyetik sapma bobinleri eklenir).

slayt 11

katot ışını tüpü

Uygulama: TV kineskoplarında Osiloskoplarda Ekranlarda

slayt 12

Tüm slaytları görüntüle

Triyot. Bir elektron tüpünde katottan anoda hareket eden elektronların akışı, elektrik ve manyetik alanlar kullanılarak kontrol edilebilir. Elektron akışının bir elektrik alanı kullanılarak kontrol edildiği en basit elektrovakum cihazı bir triyottur. Vakum triyotun balonu, anot ve katodu diyot ile aynı tasarıma sahiptir, ancak triyottaki katottan anoda elektronların yolunda ızgara adı verilen üçüncü bir elektrot vardır. Genellikle ızgara, katot çevresinde birkaç tur ince telden oluşan bir spiraldir. Şebekeye katoda göre pozitif bir potansiyel uygulanırsa, elektronların önemli bir kısmı katottan anoda uçar ve anot devresinde bir elektrik akımı vardır. Şebekeye katoda göre negatif bir potansiyel uygulandığında, şebeke ile katot arasındaki elektrik alan elektronların katottan anoda hareketini engeller ve anot akımı azalır. Böylece şebeke ile katot arasındaki voltajı değiştirerek anot devresindeki akım şiddetini kontrol etmek mümkündür.