Електропровідність речовин провідники, діелектрики, напівпровідники
Електропровідність речовин: провідники, діелектрики, напівпровідники - розділ Філософія, Використанням цих явищ для отримання, передачі та перетворення електричної енергії займається електротехніка Майже В будь-якому обсязі Будь-якого Речовини Міститься Деякий Кількість Вільні.
Майже в будь-якому обсязі будь-якої речовини міститься певна кількість вільних зарядів, їх число в одиниці об'єму називається концентрацією.
При відсутності зовнішнього електричного поля вільні заряди роблять хаотичний тепловий рух, потрапляючи в електричне поле вони набувають швидкість упорядкованого, спрямованого руху.
Впорядковане спрямований рух зарядів під дією сил зовнішнього електричного поля називається електричним струмом.
Здатність речовин, проводити електричний струм називається електропровідністю.
Залежно від електропровідності всі речовини ділять на три групи:
1) Провідники - речовини, що володіють хорошою електропровідністю, отже, добре проводять електричний струм. Діляться на дві підгрупи:
а) Першого роду - метали і їх сплави. У них велика кількість вільних електронів, які під дією сил зовнішнього електричного поля набувають швидкість спрямованого руху, отже струм в провідника першого роду - це впорядкована спрямований рух електронів, а значить не супроводжується перенесенням речовини і хімічними реакціями.
Провідник першого роду поміщений в електростатичне поле, відбувається явище електромагнітної індукції -мгновенное переміщення вільних зарядів до однієї поверхні провідника. На цій поверхні виникає надлишковий негативний заряд, нестача електронів у протилежної поверхні створює надлишковий позитивний заряд, отже заряджені поверхні провідника створюють власне поле, спрямоване проти зовнішнього і завжди його врівноважує. На цьому засновано екранування - захист частині простору від зовнішніх електричних полів.
б) Другого роду - це електроліти - водні розчини солей, кислот, лугу, в них під дією розчинника (води) відбувається витрата молекул на позитивно і негативно заряджені іони (електролітична діссонація). У зовнішньому електричному полі іони набувають швидкість спрямованого руху, значить струм в провідниках другого роду - це спрямований рух іонів, а отже, супроводжується перенесенням речовини і хімічними реакціями.
2) Діелектрики - речовини, що не мають вільних зарядів, а тому не здатні проводити постійний електричний струм. Діляться на дві групи: неполярні і полярні діелектрики.
У неполярних діелектриків електронні орбіти розташовані так, що при відсутності зовнішнього поля електричні центри «+» і «-» в одній точці атом створює диполя. У зовнішньому полі орбіти зміщуються так, що електричні центри «+» і «-» в різних точках, утворилася диполь - два однакових за величиною, але протилежних за знаком пов'язаних заряду. Відбулася поляризація діелектрика - деформационная.
У полярних діелектриків диполі існують від природи без будь-якого зовнішнього поля, але аріентірованни хаотично. У зовнішньому полі диполі повертаються і вишиковуються уздовж ліній зовнішнього поля, відбувається поляризація, яка називається орієнтаційної.
Усередині будь-якого поляризованого діелектрика поле існує, але в порівнянні з зовнішнім воно ослаблене в E раз.
Постійний електричний струм діелектрики не проводять, а змінний струм проводять - спрямоване коливальний рух диполів під дією сил зовнішнього змінного електричного поля.
Про те, що коливальні рухи диполів можна назвати електричним струмом говорить досвід Ейхенвольда.
При протягуванні діелектрика в місці AB відбувається ... тимчасовий поворот на 180 ° і це супроводжується виникненням магнітного поля. яке завжди супроводжує електричного струму.
Струм провідності - впорядковане спрямований рух вільних зарядів під дією сил зовнішнього електричного поля (постійний і змінний).
Струм зміщення зв'язаних зарядів (в діелектрику) - коливальний рух диполів під дією сил зовнішнього змінного електричного поля
3) Напівпровідники - речовини, що займають проміжне положення по електропровідності між провідниками і діелектриками. Струм в них це спрямований рух вільних електронів і дірок, залежить від деяких факторів (температура, освітленість, наявність домішок).
Всі теми даного розділу:
Електричне поле. Напруженість електричного поля.
Малюнок 1.1 - Напруженість електричного поля одиночного заряду Внесемо в точку
закон Кулона
Малюнок 1.3 - Взаємодія двох зарядів Сила взаємодії двох точкових зоря
Електрична напруга.
Потенціал точки електричного поля це енергетична характеристика точки поля, величина скалярна, однак вона має знак.
Графічне зображення поля
Електричне поле зображують за допомогою електричних ліній і слідів еквіпотенційних поверхонь. Поверхня, проведена в просторі так, що всі її точки мають однаковий потенциа
Електричне коло, її елементи
У будь-якій ланцюга завжди є: 1) Джерело живлення (джерело ЕРС) - в ньому відбувається перетворення будь-якого виду енергії в електричну. 2) Споживач (приймач енерго
Режими роботи джерел ЕРС.
Таке включення джерел, коли вони виробляють струми однакового спрямування, називає
Розрахунок ланцюгів постійного струму
У будь-якій ланцюга слід розрізняти: 1. Вузли - це місця з'єднання трьох і більше елементів. 2. Гілки - це ділянка ланцюга між двома вузлами, по всім ел
Закони Кірхгофа для розрахунку складних ланцюгів
1-ий закон відноситься до вузлів електричного кола і висловлює баланс струму в вузлі. По ньому складаються вузлові рівняння: а) Сума струмів, спрямованих до вузла, дорівнює сумі ток
Метод вузлових і контурних рівнянь
Цей метод універсальний, заснований на вузлових рівнянь, скільки рівних струмів протікає в ланцюзі. Спочатку складемо вузлові рівняння на одне менше числа вузлів, потім контурні. nbs
Метод контурних струмів
Цей метод універсальний, але на відміну від попереднього вимагає складання меншого числа рівнянь, отже простіше в розрахунку. Заснований на другому законі Кирхгофа і понятті про конт
Метод вузлового напруги.
Цей метод не універсальна, його застосовують для розрахунку тільки таких ланцюгів, в яких тільки 2 вузла і будь-яку кількість гілок. Для таких ланцюгів він самий хороший. Метод заснований на виведених формулах і
Метод накладення.
Цей метод універсальний, але його має сенс застосовувати для розрахунку тільки таких ланцюгів, в яких не більше двох - трьох джерел ЕРС і не більше трьох - чотирьох гілок, в іншому випадку розрахунок стан
Поняття про нелінійних колах і їх графічному розрахунку
У ланцюгах постійного струму знаходять широке застосування так звані нелінійні елементи - елементи, опір яких величина не постійна, а залежить від струму, напруги або ка
електрична ємність
Повідомлення тілу електричного заряду називається електризацією. Тіла, різні за формою і розмірами володіють різною здатністю накопичувати і утримувати елек
Напруженість магнітного поля
Напруженість магнітного поля - це силова характеристика кожної точки магнітного поля. Величина вектора, його напрямок визначається по дотичній до силової лінії магнітног
Індукція магнітного поля
Всі речовини в природі здатні намагнічуватися, але за характером і мірою намагнічування різні і діляться на три групи: 1) Діамагнетик; 2) Парамагнетики;
Циклічне перемагнічування. петля гістерезису
Якщо по котушці, в яку вставлений феромагнітний сердечник, тече змінний струм, то виникає змінне магнітне поле і сердечник піддається циклічному перемагнічуванням, при цьому в ньому про