Alapjai klasszikus elektron elmélet - studopediya
Elektronkibocsátó elmélet fémek először létre P. Drude 1900 és tovább fejlődött a munkálatok Lorentz. Szemszögéből a klasszikus elektron elmélet magas elektromos vezetőképesség miatt a fémek jelenléte nagyszámú hordozók - vezetési elektronok a teljes térfogata a vezeték. Drude feltételezzük, hogy a vezetési elektronok a fém lehet tekinteni, mint egy elektron gáz tulajdonságai ideális egyatomos gázok. A mozgását A vezetési elektronok ütköznek a kristályrácsba a fémionok. Ezért beszélhetünk szabad úthossza az elektronok, amely nagyságrendileg azonos legyen az időszak a kristályrács egy fém, t. E. 10 -8 cm.
A törvények a gázok kinetikus elméletét, mi határozza meg az átlagos kinetikus energiája a termikus mozgás az elektronok:
ahol m - tömeg és vkv- négyzetes középértéke sebessége az elektronok. A hőmérséklet 0 ° C-VKV „110 km / sec. Ez ugyanaz a nagyságrend számtani átlagsebesség UAR hőmozgás az elektronok.
A hőmozgás elektronok miatt véletlenszerűség nem ad okot az elektromos áram.
Hatása alatt a külső elektromos mezőt a fém vezetővel történik szabályos mozgását elektronok, t. E. elektromos áram. A j áramsűrűség egyenlő a teljes töltés az elektronok, amelyek átmennek másodpercenként keresztül egységnyi keresztmetszeti területe a vezeték. Ezek az elektronok korlátozódik a a henger térfogata, a bázis terület, amely egyenlő egy, és a magassága - átlagos sebessége a megrendelt mozgását elektronok hatása alatt egy külső elektromos mező. Ha a térfogategységre jutó nem elektronok, a számértéke áramsűrűség képlete
Úgy becsüljük, nagyságrendileg az átlagos sebesség a megrendelt mozgás az elektronok. Egy vezeték egy adott anyag és adott szakasz van műszakilag megengedett terhelés, amely felett vezet veszélyes túlmelegedését a vezetékek. Például, a rézhuzal szigetelt keresztmetszetű 1 mm 2 megengedett maximális áramsűrűség 11 • június 10 A / m 2. Mivel a térfogatsűrűsége a réz-elektronkibocsátó Körülbelül no »8,5 × 28 október m -3. és az abszolút értéke az elektron töltése e = 1,6 × 10 -19 Cl, akkor képletű (20,23), az átlagos elektron sebessége egyenlő ilyen körülmények között:
Így az átlagos sebessége a megrendelt mozgását elektronok jelenléte miatt az elektromos áram a vezeték viszonyítva rendkívül alacsony az átlagos arány a termikus mozgás rendes hőmérsékleten. Egy kisebb mennyiségű átlagsebesség magyarázza nagyon gyakori veniyami az ütköztető-elektronok a kristályrács ionok.
Hogyan lehet összehangolni nagyon kis mennyiségű sebessége az elektronok gyakorlatilag pillanatnyi adási teljesítmény például távíró jeleket rendkívül nagy távolságból?
Rövidzárlat az indulási állomáson jár az elektromos mező eloszlását és vezetékek körül. Bármilyen változás az elektromos mező kerül továbbításra huzalok mentén a nagy sebességű, hogy egyenlő 3 × 10 augusztus m / sec (a fény sebessége). Így egy idő után, ahol L - hossza a huzal kör mentén létrehozott az álló területen, és akkor kezdődik rendezett mozgását vezetési elektronok. Ha L = 1000 m, majd t = 0,3 • 10-5 sec. Ezért, elektron mozgás hatása alatt egy külső elektromos mező előfordul az egész majdnem egyidejűleg a huzalelőtoló jelet.