Електичний струм в металах. Презентація

Електричний струм у металах

УМОВИ ІСНУВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ:1. Наявність джерела струму2. Наявність вільних електронів3. Наявність сторонніх сил, які підтри-Мують різницю потенціалів і пере-міщують заряд по замкненому колу

Електричний струм у мета-левих провідниках - це впо-рядкований рух вільних еле-ктронів, під дією електри-чного поля.

Речовини за здатністю проводити електричний струм поділяються на: Провідники Діелектрики Напівровідники

Провідники – це речовини, що мають вільнізаряди, тобто проводять електричний струм. Приклади: метали, грунт, розчини лугів ікислот у воді, графіт, тіло людини, тварини

Діелектрики – це речовини, що не мають вільних заряджених частинок, тобто не проводять електричний струм. Приклади: ебоніт, янтар, смола, порцеляна, гума, пластмаса, шовк, капрон та інші.

Напівпровідники – це речовини,електро-провідність яких має проміжне значення між провідностями провідника та діелектрика. Приклади: алмаз,селен,кремній.

Дослід Толмена і Стюарта. Вирішальним у дослідженні природи струму в металах був дослід, прове-дений в 1916 р. американськими фізиками Р. Толменом і Т. Стюартом. У досліді була використана котушка з великою кількістю витків мідногодроту, яка могла обертатися новколо своєї осі. Кінці обмотки через контакти були з`єднані з чутливим гальвано-метром.

При швидкому обертанні котушки стрілка гальванометра була нерухомою. При різкому гальмуванні котушки стрілка відхилялася від нульової поділки,фіксуючи короткотривалий струм в колі. Детальні розрахунки показали,що частинками,які утворювали струм, були електрони. Отримавши велику швидкість при обертанні котушки,електрони деякий час після зупинки котушки продовжували рухатися за інерцією,створюючи струм. Оскільки отриманий в досліді струм нічим суттєво не відрізнявся від струму в звичайному електричному колі, то був зроблений висновок про електронну природу електричного струму в металах.

У кристалічній структурі металів електрони перебувають у вільному стані,здійснюючи лише хаотичний тепловий рух. Якщо з`являється електричне поле,то електрони починають зміщуватися в напрямі силових ліній поля,утворюючи електричний струм.

Дослідження Кармелінга-Онесса Дослідження голландського фізика Кармелінга-Онесса показали,що опір металевого провідника майже зникає за температури,близької до абсолютного нуля. Досліджуючи залежність електричних властивостей ртуті від температури,він помітив,що за температури 4.12 К її опір практично дорівнює нулю. Стан провідника ,у якому він не має опору,назвали надпровідністю. Збуджений у такому провіднику електричний струм може існувати досить довго. У стані напівпровідності провідники практично втрачають електричний опір.

Надпровідність цікавить учених та інженерів, які вбачають у ній засіб для створення нових економічних технологій. У першу чергу це стосується передачі без втрат електроенергії на великі відстані,створення надпотужних електромагнітів для наукових досліджень,розробки принципово нових комп`ютерних систем тощо.