14 | 12 | 2018
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3770
Просмотры материалов : 9095908

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 40 гостей
  • 3 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Введение PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
17.06.2012 19:48

Введение

К этому моменту вы должны быть хорошо осведомлены о взаимосвязи между электропроводностью и некоторые виды материалов. Эти материалы позволяет легко прохождением свободных электронов, называются проводниками, а те материалы, препятствующие прохождению свободных электронов, называют изоляторами.

К сожалению, научных теорий, объясняющих, почему некоторые материалы, проводят и другие не являются достаточно сложными, коренится в квантово-механического объяснения в том, как электроны расположены вокруг ядер атомов. В отличие от известных "планетарных" модель электрона вращающийся вокруг ядра атома, а также определенные куски материи в круговой или эллиптической орбиты электронов в "орбиту" на самом деле не действуют как части материи вообще. Скорее всего, они обладают характеристиками как частицы и волны, их поведение ограничивается размещением в различных зонах вокруг ядра называют "оболочки" и "подоболочек". Электроны могут занимать эти зоны только в ограниченном диапазоне энергий в зависимости от конкретной зоны и как оккупированные, что зона с другими электронами. Если электроны действительно действуют как крошечные планеты провел на орбите вокруг ядра электростатическое притяжение, их действия описываются теми же законов, описывающих движение реальной планеты, не может быть никаких реальных различий между проводниками и изоляторами, а химические связи между атомами не будет существует так, как они делают сейчас. Это дискретный, "quantitized" характер энергии электронов и размещения, описываемые квантовой физикой, которая дает этим явлениям их закономерность.

Когда электрон свободно предположить, высшее энергетическое состояние вокруг ядра атома (в связи с его размещением в частности, "оболочка"), он может быть свободным, чтобы оторваться от атома и составляют часть электрического тока через вещество. Если квантовые ограничения, налагаемые на электронный отрицать эту свободу, однако, электрон считается "связанным" и не может оторваться (по крайней мере не так легко), чтобы составить тока. Бывший сценарий типичен проводящих материалов, а второй является типичным изоляционных материалов.

Некоторые учебники скажет вам, что проводимость элемента или непроводимости определяется исключительно числом электронов, проживающих в атомах "внешней" оболочки "(так называемые валентные оболочки), но это упрощение, как и любое исследование проводимости по сравнению валентных электронов в таблица элементов подтвердит. Истинная сложность ситуации еще более очевидна, когда проводимость молекул (атомов коллекции связаны друг с другом на деятельность электронных) считается.

Хорошим примером этого является элемент углерод, который включает в себя материалы значительно отличающиеся проводимость: графит и алмаз. Графит является справедливой проводником электричества, в то время как алмаз практически изолятор (незнакомец все же, это технически классифицируется как полупроводник, который в чистом виде действует изолятор, но могут проводить при высокой температуре и / или влияние примесей) . И графит и алмаз состоят из точно такой же типов атомов: углерод, с 6 протонов, 6 нейтронов и 6 электронов каждая. Фундаментальное различие между графитом и алмазом в том, что графит молекул плоские группы атомов углерода, в то время как алмаз молекулы тетраэдрической (пирамидальная) групп атомов углерода.

Если атомы углерода соединяются с другими типами атомов образуют соединения, электропроводность становится изменена еще раз. Карбида кремния, соединений элементов кремния и углерода, обладает нелинейного поведения: его электрическое сопротивление уменьшается с увеличением приложенного напряжения! Углеводородные соединения (например, молекул, находящихся в масло), как правило, очень хорошие изоляторы. Как вы видите, простой подсчет валентных электронов в атоме является плохим показателем электропроводности вещества.

Все металлические элементы являются хорошими проводниками электричества, в связи с тем, как связь атомов друг с другом. Электроны атомов, составляющих массы металла настолько раскованно в допустимых состояний энергии, которую они свободно плавают между различными ядрами вещества, легко мотивирован тем, электрическое поле. Электронов настолько мобильным, в то, что они иногда описаны учеными как электронный газ, или даже электрон море, в котором атомная остальных ядер. Эта подвижность электронов приходится некоторые другие общие свойства металлов: хороших теплопроводность, ковкость и пластичность (легко образуются в различных формах), и блестящую поверхность в чистом виде.

К счастью, физика за все это в основном не имеют отношения к нашей цели здесь. Достаточно сказать, что некоторые материалы являются хорошими проводниками, некоторые являются плохими проводниками, и некоторые из них между ними. На данный момент он достаточно хорош, чтобы просто понять, что эти различия определяются конфигурацией электронов вокруг атомов, образующих материал.

Важным шагом в получении электроэнергии сделать наши торги, чтобы иметь возможность строить траектории электронов течь с регулируемым количеством сопротивления. Кроме того, жизненно важно, что мы сможем предотвратить электронов течет, где мы не хотим, чтобы они, с помощью теплоизоляционных материалов. Однако, не все проводники одинаковы, и не все изоляторы. Мы должны понять некоторые черты общих проводников и изоляторов, а также уметь применять эти характеристики для конкретных приложений.

Почти все проводники обладают определенной, измеримой сопротивления (специальные виды материалов, называемых сверхпроводников имеют абсолютно никакого электрического сопротивления, но это не обычные материалы, и они должны проводиться в специальных условиях для того, чтобы быть супер проводящие). Как правило, мы предполагаем, что сопротивление проводника в цепи равна нулю, и мы ожидаем, что ток проходит через них, не вызывая заметного падения напряжения. В действительности, однако, почти всегда будет падение напряжения вдоль (нормальный) проводящих путей электрической цепи, хотим ли мы падение напряжения будет или нет:

Для того чтобы вычислить, что это падение напряжения будет в той или иной схеме, мы должны быть в состоянии точно установить сопротивление обычных проводов, зная размер провода и диаметра. Некоторые из следующих разделов этой главы будут рассмотрены подробности этого.

  • ОБЗОР:
  • Электрическая проводимость материала определяется конфигурация электронов в том, что материалы атомов и молекул (группы связанных атомов).
  • Все обычные проводники обладают устойчивостью к той или иной степени.
  • Электроны, протекающий через проводник (любой) сопротивление будет производить некоторое количество падение напряжения по всей длине этого проводника.
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья