|
I. Электрическая проводимость. Удельная электропроводность.
• Электропроводность (электрическая проводимость, или просто проводимость) - это свойство вещества, выраженное в его способности проводить электрический ток. Это свойство вещества характеризуется физической величиной, называемой удельной электропроводностью (или удельной проводимостью).
• Удельная электропроводность - скалярная физическая величина, численно равная обратному значению удельного сопротивления вещества:.
σ = 1
ρ.
(1)
Здесь σ — удельная проводимость вещества, единицей ее измерения в СИ является 1
Oм ⋅ м.
В зависимости от значений удельной электропроводности вещества делятся на 3 группы: 1. Проводники - вещества, хорошо проводящие электрический ток, - их удельная электропроводность σ > 106(Oм ⋅ м)-1. Диэлектрики (изоляторы) - вещества, плохо проводящие электрический ток, - их удельная электропроводность σ > 10-8(Oм ⋅ м)-1. К диэлектрикам относятся: газы, некоторые жидкости (дистиллированная вода, масло и др), стекло, каучук, керамика, пластмасса и др. 3. Полупроводники - вещества, по своей проводящей способности находящиеся между проводниками и диэлектриками. К полупроводникам относятся: германий, кремний, олово, некоторые оксиды и сульфиды, теллуриды и др.
II. Электропроводность металлов. По удельной проводимости металлы делятся на две группы: обладающие высокой или слабой электропроводностью (см. таблицу 2.1).
Согласно классической электронной теории электропроводности металлов:
1. Металлы имеют кристаллическое строение: в узлах её кристаллической решетки находятся положительные ионы,
потерявшие электроны. Эти ионы совершают только колебательное движение около положения равновесия. 2. Количество свободных электронов в единице объёма металлов (их концентрация) приблизительно равно числу атомов в единице объёма (например, концентрация свободных электроноввмеди n = 8,5 ⋅ 1028м-3. 3. Свободные электроны совершают хаотическое движение по всему объёму кристаллической решетки. 4. Совершая хаотическое движение, электроны сталкиваются только с ионами. 5. Сталкиваясь с ионами, электроны передают им всю свою кинетическую энергию. 6. Движение свободных электронов подчиняется законам Ньютона. 7. При помещении металлического проводника во внешнее электрическое поле (при создании разности потенциалов на его концах) хаотическое движение свободных электронов приобретает упорядоченный характер — в металлическом проводнике возникает электрический ток.