Закони постійного струму. Наявність руху електронів у металевих проводах. Класифікація твердих тіл. Механізм проходження струму в металах. Теплові коливання грати при підвищенні температури кристала. Процес провідності в чистих напівпровідниках.
Аннотация к работе
З початком відкриття електрона вченими Йоффе і Мілікена в житті людства настала нова ера. На основі дії електричного струму людство почало застосовувати нові технології і прилади, що змінили життя мільйонам, відбулась індустріальна революція, погляди на життя змінилися. Напрямлений рух електронів зумовлюється силами стаціонарного електричного поля, наявність якого є однією з необхідних умов існування струму.Електрони - складова частина кожного атома кожної речовини, але до складу атома входять ще й позитивні заряди, що зрівноважують заряд електронів. Струмом називають упорядкований рух заряджених частинок - електронів у металевих провідниках, іонів у розчинах солей, лугів. Особливо в металах, тому що якщо в рідинах і газах рух зарядів можна спостерігати за різними світловими ефектами, то рух у металевих проводах залишається повністю прихованим і можемо спостерігати лише теплову або магнітну дію “електричного струму”. Як же було доведено наявність руху електронів у металевих проводах? Потрібно було тільки довести, що деякі з електронів не звязані міцно з ядром атом, а вільно рухається в просторі між атомами.Залежно від характеру дії на тіла електричного поля їх можна розділити на провідники, діелектрики та напівпровідники . Отже, електрони, що знаходяться у вільному стані, займають більш високі енергетичні рівні.Зона більш високих енергетичних рівнів, розташована вище валентної зони і відокремлена від неї забороненою зоною, обєднує незаповнені, або вільні, енергетичні рівні і називається зоною провідності або зоною збудження. Ширина забороненої зони, яку повинен подолати електрон, щоб перейти зі стійкого стану у вільний стан (у зону провідності), є одним з головних критеріїв поділу тіл на провідники, напівпровідники і діелектрики. Механізм проходження струму в металах зумовлений рухом (дрейфом) вільних електронів під впливом електричного поля; тому метали називають провідниками з електронною електропровідністю або провідниками першого роду. Кордон між напівпровідниками і діелектриками умовна, так як діелектрики при високих температурах можуть вести себе як напівпровідники, а чисті напівпровідники при низьких температурах ведуть себе як діелектрики.Коли виникає чинне на електрони електричне поле, вони починають рухатися в одному напрямку по всій довжині провідника. Електричне поле приводить в рух всі електрони на своєму шляху, і струм поширюється в металевих дротах зі швидкістю світла. Полягає магнітна дію струму в тому, що навколо провідника зі струмом утворюється магнітне поле. Для використання магнітної дії струму споруджують спіральні обмотки з ізольованих проводів і пропускають по них струм. Для однорідного циліндричного провідника довжиною l і площею поперечного перерізу S опір визначається за формулою: R = ? l / S де ? = RS / l - питомий опір провідника (опір однорідного циліндричного провідника, що має одиничну довжину і одиничну площа поперечного перерізу).Сучасний телефон і телеграф, радіо і телебачення, електронні обчислювальні машини від кишенькових калькуляторів до машин, керують польотами космічних кораблів,-це всі пристрої, в основу яких покладені складні ланцюги електричного струму. Теплова дія струму виявляється у нагріванні провідника, по якому тече струм. Так, коли ми прасуєм, припаюєм деталь електричним паяльником, готуєм на електричній плиті, обігріваєм кімнату електричним нагрівником, то використовуєм побутові прилади, функціонування яких ґрунтується на тепловій дії електричного струму. Теплову дію електричного струму широко використовують не тільки в побуті, але й у промисловості та сільському господарстві, наприклад для зварювання, різання й плавлення металів.Для виникнення електричного струму в тілі треба наявність заряджених частинок, які б могли в ньому переміщуватися та наявність електричного поля, під дією якого вони б рухалися в одному напрямі. Електричний струм у металах являє собою спрямований рух вільних електронів. Будь-який провідник чинить опір електричному струму. Під час зіткнення електрони передають іонам енергію, накопичену в електричному полі, що призводить до нагрівання провідника. Електричні заряди завжди виникають при тісному контакті різних речовин.
План
Зміст
Вступ
1. Електричний струм
2. Класифікація твердих тіл
3. Природа струму в металах
4. Залежність опору метала від температури
5. Використання електричного струму
Висновок
Список використаних джерел
Додатки
Вывод
Для виникнення електричного струму в тілі треба наявність заряджених частинок, які б могли в ньому переміщуватися та наявність електричного поля, під дією якого вони б рухалися в одному напрямі. Електричний струм у металах являє собою спрямований рух вільних електронів. Будь-який провідник чинить опір електричному струму. Під час зіткнення електрони передають іонам енергію, накопичену в електричному полі, що призводить до нагрівання провідника.
Електричні заряди завжди виникають при тісному контакті різних речовин. Якщо тіла тверді, то їх тісної зіткненню перешкоджають мікроскопічні виступи та нерівності, які є на їх поверхні. Здавлюючи такі тіла і притираючи їх один до одного, ми зближуємо їх поверхні, які без натиску стикалися б тільки в декількох точках. У деяких тілах електричні заряди можуть вільно переміщатися між різними частинами, в інших же це неможливо. Проте потрібно зазначити, що поділ тіл на провідники та діелектрики вельми умовно. Всі речовини більшою чи меншою мірою проводять електрику. Електричні заряди бувають позитивними і негативними. Такого роду ток проіснує недовго, тому що в наелектризованому тілі скінчиться заряд. Для тривалого існування електричного струму в провіднику необхідно підтримувати електричне поле. Для цих цілей використовуються джерела електроструму.
Роблячи висновок, можна відзначити наступне: електричний струм у різних середовищах має свої особливості, які широко використовуються в різних сферах народного господарства, а також у науково-дослідних експериментах.
Список литературы
1 Савельєв І. В. Курс загальної фізики. - навч.пос. Том ІІ. Електрика і магнетизм. - М.: Наука, 1988