Студопедия
Контакти
 


Тлумачний словник

Реклама: Настойка восковой моли




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).



Интернет реклама УБС

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.

Загрузка...



<== 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: 0.002 сек.