Mi elektromos áram fémekben 1
44. elektromos áram fémekben
Nature elektromos áram fémek.
Minden a fémek a szilárd és folyékony állapotok vezetékek a villamos áram. Különleges kísérletekkel kimutatták, hogy a folyosón a jelenlegi használat a mezőgazdaságban tömege fémvezetők állandó marad anélkül, hogy megváltoztatná a kémiai összetételük. Ennek alapján azt lehet feltételezni, hogy csak azok az elektronok vesznek részt a létrehozásában elektromos áram fémekben. Az a feltételezés, hogy az elektronikus jellege elektromos áram fémek is megerősíti a tapasztalat a szovjet fizikus L. I. Mandelshtama és N. D. Papaleksi és amerikai fizikus T. Stewart és R. Tolman. Ezekben a kísérletekben azt találták, hogy egy hirtelen fékezéskor gyorsan forgó orsó a tekercsen, az elektromos áram által létrehozott negatív töltésű részecskék - az elektronok.
Hiányában egy elektromos mező, szabad elektronok mozognak egy fém kristály véletlenszerűen. Hatása alatt az elektromos mező, szabad elektronok, mint a kaotikus mozgás, vált rendezett mozgás az egyik irányba, és egy elektromos áramvezető. Szabad elektronok ütköznek a rácsos ionok, így számukra minden ütközési kinetikus energiája által megszerzett szabad futni az elektromos mező. Ennek eredményeként a megrendelt mozgását elektronok egy fém lehet tekinteni, mint egy egyenletes mozgást egy állandó sebességgel V.
Mivel a kinetikus energia az elektronok által megszerzett az elektromos mező kerül továbbításra, hogy az ütközés ionok a kristályrács, a huzalt fűti halad egy egyenáramú.
A függőség villamos ellenállásának a fém hőmérsékletét.
Fajlagos ellenállása fém hevítve növekszik megközelítőleg lineárisan (ábra 152.)
ahol p - elektromos ellenállása a fém hőmérséklete t, ro - annak ellenállása át O ° C-on, és a - hőmérsékleti együtthatója ellenállás, az egyes fém,
Ahogy a hőmérséklet megközelíti abszolút nulla ellenállása egykristályok válik nagyon kicsi. Ez a tény azt jelzi, hogy az ideális kristályrács a fém, elektronok hatása alatt egy elektromos mező zavarása nélkül a rács ionok. Szabad úthossz ebben az esetben értéket érhet el az 1 cm nagyságrendű ,. E. 107-108-szor az atomi távolságokat a kristály. Az elektronok kölcsönhatásba csak az ionokat, amelyek nem a kristályrács.
A növekvő hőmérséklet egyre több hibák a kristályrács hőhatás következtében rezgések ion - ez növekedéséhez vezet a ellenállása a kristály.
Az a tény, hogy az elektromos ellenállás a fém miatt kölcsönhatása vezetési elektronok különböző rácshibasűrűséget, és biztosítja, hogy a fajlagos ellenállás fém kristályok erősen függ a szennyeződések jelenléte. Például, bevezetése szennyezéseket 1% mangán növeli a fajlagos ellenállása a réz háromszor.
Szupravezetés.
1911 g. Holland tudós Geike Kamerlingh Onies (1853- 1926) megállapította, hogy azáltal, hogy csökkenti a hőmérsékletet 4,1 higanyt fajlagos ellenállásának a hirtelen csökkenése nullára (ábra. 153). A jelenséget a nullára csökkenhet ellenállás eltérő hőmérsékleten abszolút nulla, az úgynevezett szupravezetés. Anyagok mutató képes mozogni bizonyos hőmérsékleteken eltérő abszolút nulla a szupravezető állapotban, az úgynevezett szupravezetők.
A áramátmenettel a szupravezető nélkül kerül sor, az energiaveszteség azonban egyszer izgatott a szupravezető gyűrű elektromos áram létezhet a végtelenségig nem változott.
Szupravezető anyagok már használják az elektromágnesek. Tanulmányok folynak, amelyek célja, hogy létrehozzon egy szupravezető távvezeték.
Használata a jelenség a szupravezetés általában
gyakorlatban valósággá válhat az elkövetkező években, köszönhetően a felfedezés 1986-ban a szupravezetés kerámiák - vegyületek lantán, bárium, réz és oxigén. A szupravezetés az ilyen kerámiák tartjuk, amíg a hőmérséklet körülbelül 100 K.
Velocity rendezett mozgás az elektronok egy karmester.
Annak megállapításához, a sebesség a megrendelt mozgás a szabad elektromos töltések egy vezetőben szükséges ismerni az koncentrációjú szabad töltéshordozók és aktuális. Ha a koncentráció szabad elektromos töltések a vezető alatt az időintervallum a keresztmetszete a vezeték sebességgel rendezett mozgás történik az elektromos töltés egyenlő
ahol - elektron töltés egységekben. Az áramerősség I egy vezetőben ezután egyenlő
Ebből az egyenletből a sebességet az elektronok egy karmester rendezett mozgást találtuk
A koncentráció a szabad elektronok fémek körülbelül egyenlő a koncentrációja atomok az elektron töltése modulusa vezeték keresztmetszeti területe egy pillanatnyi sebessége megrendelt elektron mozgás
1 elektronok egy vezetőben mozgatjuk mozgása miatt megrendelt kevesebb, mint 0,1 mm.
Kis értékeit a sebessége a megrendelt mozgás a szabad töltések vezetékek nem vezetnek a késedelem a gyújtási lámpák, motorok, és így a felvétel. G. Mivel az áramkör vezetékek együtt a fény sebességével terjed elektromágneses mezőt. Ez a mező vezérli a szabad elektromos töltést szinte egy időben az összes elektromos áramköri vezetőkhöz.