típusú vezetékek
Alap információk vezetőképes anyagok
Mert vezető anyagok azok az anyagok is, ami egy alapvető tulajdonsága elektromos vezetőképessége. Villamos kábelek lehetnek szilárd anyagok, folyadékok, és megfelelő körülmények között és a gázok. Gázok és gőzök, beleértve a és egy pár fém alacsony elektromos térerő nem vezetők. Továbbá, ha a térerősség meghalad egy bizonyos kritikus értéket, amely az elején hatás és a fotoionizációs, a gáz válhat árambevezetőt elektron és ion-hidrogénklorid képességre. Minden vezető anyagból vannak osztva vezetékek az első és a második fajta.
Tömör vezetők kritikus vezetőképes anyagok, széles körben használják az elektronika és elektrotechnika. Ezek közé tartoznak a fémek és ötvözeteik. Természete által használat az elektronikus szakterületen fémes anyagok szét fémek nagy vezetőképességű és nagy ellenállás ötvözetek.
Jellemzői a viselkedését elektronok fémekben.
A klasszikus elektron elmélet fémek vezettek be az elektronikus ábrázolása tartalmazó gáz a vándorló (szabad) elektron koncentráció feltételezzük, hogy megegyezik a számát fématomok egységnyi térfogatra. Elektron használt gáz fogalmak és törvények statisztikák közönséges gázok. egy elektron gáz hipotézis bizonyítást nyert számos kísérletek. Ez nem teljesen ?? e problémákat sikerült megoldani szempontjából a klasszikus elektron elmélete fémek, mint voltak ellentmondások a kísérleti adatokkal. Οʜᴎ állt divergencia görbék ellenállás a hőmérséklettől, a kísérletileg megfigyelt és elméleti különbség elméletileg kapott értékek a fajhő fém kísérleti adatok.
Ezeket az ellentmondásokat lehetne magyarázni segítségével kvantum hullám mechanika. Összhangban ez az elmélet, elektronok fémek figyelembe kell venni a szokásos hőmérsékleteken both''vyrozhdennyy „” gáz. Ebben az állapotban az energia a gáz lényegében független a hőmérséklet-változás. Thermal mozgás alig változik az energia az elektronok és a termikus energia termikus rezgései rácspontjain. Következésképpen, az átlagos termikus sebességét az elektronok nem változik a hőmérséklettel. Az átlagos sebessége az elektronok irányított mozgást az elektromos mező által függ az ütközés valószínűsége az elektronok a rácsos oldalak, amelyek csökkenéséhez vezet az átlagos sebesség.
Az elektronikus gáz állapotban van a degeneráció, a sebesség véletlenszerű mozgását elektronok nem a szervezet által meghatározott hőmérséklet és a koncentráció a szabad elektronokat. A fémek az eléri a 10 28 m 3 funkció miatt fém kapcsolat, ᴛ.ᴇ. lényegében az összes ?? f vegyérték elektronok fémek szabadon. Így az elektron energiák különböző.
Minden szinten az energia kisebb, mint a Fermi szint valószínűséggel nagyobb, mint 0,5 tele vannak elektronok, és fordítva nagyobb szintű energia a Fermi szint egy valószínűsége 0,5 szabad elektronokat. ?? ix elosztva az energia szintjét az elektronok által képviselt rajz 4.1.
A viselkedését elektronok fémek által leírt Fermi-Dirac statisztikát. A 0 K, a koncentráció elektronok egyenlő:
ahol h - Planck állandó;
WF - Fermi energia szintet;
m ° - effektív tömeg
Tekintettel arra, hogy az elektron gáz képes degenerációja az elektromos vezetőképesség nem teljesen részt ?? e szabad elektronok, és csak azok, akiknek az energiája nagyobb, mint a Fermi energia. Hatása alatt az elektromos mező áthalad elektronok szóródás nagy dőlésszögben való rugalmas ütközés rácspontjain. Következésképpen, ez egyre nagyobb feleslegben gyors elektronok, hogy mozgatni ellen a villamos tér irányában, és a hiányzó gyors elektronok egy ellenkező irányba a sebesség. A koncentráció a szabad elektronok tiszta fémek kismértékben különbözik, és majdnem független a hőmérséklet, mint a degenerált elektron gáz, a Fermi energia kis mértékben változott. Szerint a kvantumelmélet a vezetőképessége fém s egyenlő:
ahol VT - termikus sebessége az elektronok;
e - a töltés egy elektron;
n - az elektronok száma
# 955; par - szabad úthossza elektronok, hogy függ a hőmérséklettől.
Azaz, amint az az (4.2) a villamos vezetőképessége fémek nem függhet a hőmérséklettől. Ebben az esetben egy ilyen kapcsolat létezik. Ez azzal magyarázható, hogy a hullám természete Az elektron mozgás.
Fizikából ismert, hogy az elektronok egy tulajdonsága részecske-hullám kettősség. Azaz, a mozgás az elektronok tekinthető síkhullámok mozog. A periodikus potenciál mező, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ a tökéletes kristályrács, mint hullám kell utazni veszteségmentes (nincs csillapítás). Ez azt jelenti, hogy az elektron úthossz legyen végtelen, akkor szerint a (4.2) és a fém villamos vezetőképessége is kell lennie végtelen. De a valóságban kristályok Sun ?? ha te is rácshibasűrűséget helye: dinamikus - a termikus rezgések a kristályrács oldalak, és statikus - dimenziós, Lin ?? eynye rácshibasűrűséget.
Ezek a hibák fog játszani a szerepét diszperziós pontokat, amelyek korlátozzák a szabad úthossz elektronok, így fémek véges ellenállása. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, a fajlagos ellenállás fémvezetők elsősorban attól függ, az átlagos szabad úthossza elektronok.
lásd még
Alapvető információ vezető anyagok vezető anyagok a vezető anyagok olyan anyagok, a fő jellemzője, amely az elektromos vezetőképesség. Elektromos vezetékek lehetnek szilárd anyagok, folyadékok, és mikor. [További információ].