prad staly - w10.pdf

(519 KB) Pobierz
PRĄD STAŁY
Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków wewnątrz
przewodnika pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego.
napięcie U
ŁADUNEK SWOBODNY
byłby w stałym polu elektrycznym
jednostajnie przyspieszany do
dużych prędkości
+
+
+
+
odległość d
-
-
-
-
Zadanie:
obliczyć w przybliżeniu nierelatywistycznym prędkość elektronu
przyspieszanego na drodze 10 m napięciem 200 V
(odp. ok.10000 km/s)
W przewodniku ładunki są rozpraszane
Ruch elektronów w metalu
Elektrony poruszają się swobodnie (pod działaniem pola) tak długo aż nie
zostaną rozproszone na niedoskonałościach struktury (drganiach sieci
atomów, lub defektach).
Między zderzeniami elektron jest przyśpieszany i przebywa odległość L
(średnia droga swobodna)
w czasie
τ.
Po zderzeniu zupełnie traci pamięć kierunku ruchu i przyśpieszanie
rozpoczyna się na nowo
v -
prędkość elektronów w
chaotycznym ruchu
V
u
-
prędkość unoszenia elektronów w
uporządkowanym ruch
+
średnia droga swobodna L
v
v
u
−
L
=
τ
⋅
v
PRĄD ELEKTRYCZNY W PRZEWODNIKACH:
PRZEPŁYW ŁADUNKÓW,
NA KTÓRE DZIAŁA SIŁA ELEKTRYCZNA I SIŁA HAMUJĄCA
F
=
eE
SIŁA
U
ELEKTRYCZNA
F
=
e
d
NOŚNIKI
ŁADUNKU
elektrony (-) (metale),
elektrony (-) lub dziury (+)
(półprzewodniki)
jony (+), (-) (elektrolity, gazy)
Po średnim czasie ruchu
τ
(czas relaksacji)
ładunki zderzają się z ułożonymi nieregularnie
jonami (rozpraszanie ładunków na defektach,
lub drganiach sieci krystalicznej: fononach)
SIŁA
HAMUJĄCA
Idealny kryształ
luki
obce atomy
drgania sieci:
fonony
defekty
zaburzenie doskonałego porządku powoduje rozpraszanie nośników (zderzenia),
a przez to ich wyhamowywanie
NATĘŻENIE PRĄDU I OPÓR
NATĘŻENIE PRĄDU
natężenie I
Q
∆
Q
I
=
∆
t
1 amper (A)
1 C ładunku przechodzi w czasie 1 s
przez poprzeczny przekrój przewodnika
napięcie U
KONWENCJA
Mimo, że prąd to zwykle przepływ elektronów, to jednak przyjęło się oznaczać kierunek
prądu zgodnie z kierunkiem ruchu ładunków dodatnich
OPÓR
U
R
=
I
1 om (Ω)
prąd o natężeniu 1 A płynie przez przewód,
do którego przyłożono napięcie o wartości 1 V
W niektórych przypadkach i w stałej temperaturze opór przewodnika
jest stały, tj. nie zależny od natężenia prądu i napięcia R=const (I,U)

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin