ЛЕКЦІЯ ХШ

N n

Чим визначається опір провідника і від чого він залежить?

1) Опір провідника залежить від його геометрії

R = r × ( L / S) ;

деr -питомий опір

Причина виникнення опору в металевому провіднику – зіткнення електронів із вузлами кристалічної решітки.

r = r_о ( 1+ a t);	r_о – питомий опір провідника при температурі 0°С
R = R_о ( 1+ a t);

a– температурний коефіцієнт опору. Це характеристика матеріалу, яка залежить тільки від фізико-хімічних властивостей матеріалу провідника.

r 4,2°K T

Різке зменшення опору металів при низьких температурах дістало назву надпровідності. Воно було відкрито у 1908 р. голландським фізиком Камерлінг-Онессом. Пояснення цього явища дано американським ученим у рамках теорії БКШ в 1954р. і полягає в тому, що при температурах 4,2°К і менше електрони об’єднуються у пари й рухаються по металу не поодинці, а парами (куперівські пари).

Основи класичної теорії електропровідності були закладені у 1900 р. ученим Друде і були розвинені в роботах Лоренца. В основу цієї теорії були покладені уявлення про те, що електрони у металах за своїми фізичними властивостями подібні ідеальному, одноатомному газу і тому відпорядковуються його законам. З цієї теорії виходить, що густина електричного струму:

j = n e V_сер; ( 5 )

де n - концентрація електронів е - елементарний заряд ; V_сер - швидкість упорядкованого руху електронів;

n = N / V; де N - кількість електронів; V - о’бєм;

е = 1,6 × 10^-19Кл

Якщо скористуватися другим законом Ньютона

ma = F ; то враховуючи F = eE ; a = v / t , отримаємо:

j = ( e²nt / 2m ) Е;

s= e²nt/2m-коефіцієнт електропровідності ;

s= 1/ r-питома електропровідність;

j = s. ( 6 )

Закон Ома у диференціальній формі ( 6 )

Густина струму в даній точці поля прямо пропорційна напруженості в даній точці поля.

Експериментально був установлений закон Джоуля -Ленца, згідно з яким кількість теплоти, що виділяється при проходженні струму через нерухомий провідник, прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника та часу проходження струму.

Q = І² R t ; ( 7 )

Закон Джоуля - Ленца в інтегральній формі :

Q = ( U² / R) × t . ( 7а )

Застосовуючи теорію Друде -Лоренца, можна одержати закон Джоуля- Ленца у диференціальній форми:

w = sE² ; ; ( 8 )

w - густина теплової потужності струму.

w = Q / V × t- теплота, що виділяється в одиниці об’єму за одиницю часу.

На практиці виникає потреба в розрахунку розгалужених ланцюгів, за допомогою двох правил Кірхгофа.

Вузол - це будь-яка точка розгалуженого ланцюга, в якій сходиться не менше від трьох провідників.

Алгебраїчна сила струмів, які сходяться у вузлі, дорівнює нулю.

å І_i= 0 ; ( 9 )

i = 1

У будь-якому замкненому ланцюгу алгебраїчна сума добутківI × Rдорівнює алгебраїчній сумі всіх ЕРС цього ланцюга.

å І_i R_i= å e_i ; ( 10 )

i = 1 i = 1

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Можна показати, що	\|	ЛЕКЦІЯ Х IV

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.