Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






Теоретичні відомості

 

Електричний струм у провідниках І роду (металах) зумовлений переміщен-ням під дією зовнішнього електричного поля так званих «вільних» електронів – електронів, слабо зв’язаних з іонами кристалічної решітки металу. Німецький фізик Г.Ом (1787 – 1854 ) експериментально встановив, що сила струму І, який тече по однорідному металевому провідникові (в якому не діють сторонні сили неелектричної природи), прямо пропорційний напрузі U і обернено пропорцій-ний електричному опору провідника R:

 

І = U/R .

 

Досліди показують, що при підвищенні температури опір металевих провід-ників зростає за лінійним законом:

 

Rt = R0 ( 1 + ά tº),

 

де Rt та R0 - відповідно опір провідника при tоC та 0ºC, ά – температурний коефіцієнт опору (для чистих металів він близький до 1/273 град-1).

Температурним коефіцієнтом опору металів (т.к.R) ά зветься відносна зміна опору провідника при його нагріванні на 1ºС:

ά = ( Rt - R0 ) / ( R0tº) .

Значення т.к.R деяких металів наведені в таблиці 1.

 

Таблиця 1

Метал ά, град-1
Сталь 0,0050
Алюміній 0,0042
Свинець 0,0041
Мідь 0,0040
Цинк 0,0039

 

Зростання електричного опору металів при підвищенні температури пояснюєть-ся втратами енергії поля на зіткнення електронів провідності з іонами криста-лічної решітки металу, коливальний рух яких при підвищенні температури стає більш інтенсивним, і вірогідність таких зіткнень зростає.

При температурах нижче 20 К (-253ºC) деякі метали ( алюміній, свинець, цинк та інші) проявляють так зване явище надпровідності – різке падіння до нуля електричного опору . Пояснюється це явище на основі постулатів кванто-вої механіки.

Напівпровідники – це клас матеріалів, який займає за своїм опором та електропровідністю проміжкове положення між провідниками та ізоляторами. До них відносяться елементи ІУ,У,УІ групи Таблиці Менделєєва - кремній (Si) германій (Ge), арсен (As), селен (Se) та деякі сполуки (PbS , CdS , PbSe тощо).

Електропровідність цих матеріалів зумовлена наявністю в них двох типів вільних носіїв заряду: електронів ( е ) та дірок ( р ) і пояснюється за допомогою так званої зонної моделі електропровідності. Сутність цієї моделі полягає в тому, що для вільних носіїв заряду кожного напівпровідникового матеріалу існує набір «дозволених» і «заборонених»енергетичних рівнів, які створюють «Валентну зону», «Зону провідності» та «Заборонену зону» (рис.1).

 

Рис.1 Рис.2

 

При абсолютному нулі температур ( 0К) напівпровідники характеризуються повністю зайнятою електронами валентною зоною, що відділена від зони провідності порівняно вузькою забороненою зоною з шириною ΔЕ приблизно 1еВ (метали не мають забороненої зони енергій для електронів). При незначно-му підвищенні температури електрони з верхніх рівнів валентної зони напівпровідника можуть бути перекинуті на нижні рівні зони провідності (рис.2). При накладанні на кристал електричного поля електрони в ньому переміщуються проти поля і створюють електричний струм. В результаті таких переходів електронів у зону провідності одночасно у валентній зоні виникають вакантні стани, що отримали назву «дірок». Дірки рухаються за напрямком електричного поля, їхня зона провідності – валентна зона.

Таким чином, провідність напівпровідників ( а отже і опір ) залежить від концентрації вільних носіїв заряду. При звичайних температурах концентрація вільних електронів і дірок незначна , внаслідок чого напівпровідник за своєю провідністю близький до діелектриків. При підвищенні температури енергія електронів різко зростає і відповідно помітно збільшується інтенсивність генерації пар «електрон-дірка», що спричинює інтенсивне (за експоненціаль-ним законом ) збільшення провідності напівпровідника :

γ = γ0 ехр (-ΔЕ /2kТ),

де γ – електропровідність при температурі Т, γ0 – постійна , характерна для даного напівпровідника, ехр – основа натуральних логарифмів, k – постійна Больцмана. Електричний опір напівповідників зростає при нагріві і дуже чутливий до зміни температури, т.к.R деяких напівпровідників у сотні разів більший ніж у металів.




Переглядів: 683

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Порядок виконання роботи. | Порядок виконання роботи

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.004 сек.