носители заряда в металлах

Ответ от Кошка[гуру]
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ
Носители свободных зарядов в металлах
- свободные электроны, которые упорядоченно перемещаются вдоль проводника под действием эл. поля с постоянной средней скоростью (из-за тормозного действия положительно заряженных ионов кристаллической решетки) .
Металлы обладают электронной проводимостью.
Зависимость сопротивления проводника R от температуры:
При нагревании размеры проводника меняются мало, а в основном меняется удельное сопротивление.
Удельное сопротивление проводника зависит от температуры.
где ро - удельное сопротивление при 0 градусов,
t - температура,
- температурный коэффициент сопротивления
( т. е. относительное изменение удельного сопротивления проводника при нагревании его на один градус)
Таким образом, для металлических проводников с ростом температуры
увеличивается удельное сопротивление, увеличивается сопротивление проводника
и уменьшается эл. ток в цепи.
Сопротивление проводника при изменении температуры можно рассчитать по формуле:
R = Ro ( 1 + t )
где Ro - сопротивление проводника при 0 градусов Цельсия
t - температура проводника
- температурный коэффициент сопротивления
Явление сверхпроводимости
Открытие низкотемпературной сверхпроводимости:
1911г. - голландский ученый Камерлинг - Онес
наблюдается при сверхнизких температурах (ниже 25 К) во многих металлах и сплавах;
при таких температурах удельное сопротивление этих веществ становится исчезающе малым.
В 1957 г. дано теоретическое объяснение явления сверхпроводимости:
Купер (США) , Боголюбов (СССР)
1957г. опыт Коллинза: ток в замкнутой цепи без источника тока не прекращался в течение 2,5 лет.
В 1986 г. открыта (для металлокерамики) высокотемпературная сверхпроводимость (при 100 К) .
Трудность достижения сверхпроводимости:
необходимость сильного охлаждения вещества
Область применения:
получение сильных магнитных полей;
мощные электромагниты со сверхпроводящей обмоткой в ускорителях и генераторах.
В настоящий момент в энергетике существует большая проблема
- большие потери электроэнергии при передаче ее по проводам.
Возможное решение проблемы:
при сверхпроводимости сопротивление проводников приблизительно равно 0
и потери энергии резко уменьшаются.
__
Вещество с самой высокой температурой сверхпроводимости
В 1988 г. США, при температуре –148°С было получено явление сверхпроводимости. Проводником служила смесь оксидов таллия, кальция, бария и меди – Тl2Са2Ва2Сu3Оx.
Электрический ток в газах
[ » Бесплатные работы » Физика » Электрофизика ]
Самостоятельная и несамостоятельная проводимость газов. В естественном состоянии газы не проводят электрического тока, т. е. являются диэлектриками. В этом легко убедиться с помощью простого тока, если цепь прервана воздушным промежутком.
Изолирующие свойства газов объясняются тем, что атомы и молекулы газов в естественном состоянии являются нейтральными незаряженными частицами. Отсюда ясно, что для того, чтобы сделать газ проводящим, нужно тем или иным способом внести в него или создать в нем свободные носители заряда – заряженные частицы. При этом возможны два случая: либо эти заряженные частицы создаются действием какого-нибудь внешнего фактора или вводятся в газ извне – несамостоятельная проводимость, либо они создаются в газе действием самого электрического поля, существующего между электродами – самостоятельная проводимость.
В приведенном рисунке гальванометр в цепи показывает отсутствие тока несмотря на приложенное напряжение. Это свидетельствует об отсутствии проводимости газов в обычных условиях.
Нагреем теперь газ в промежутке 1-2 до очень высокой температуры, внеся в него зажженную горелку. Гальванометр укажет появление тока, следовательно при высокой температуре доля нейтральных молекул газа распадается на положительные и отрицательные ионы. Такое явление называется ионизацией газа.