ΡΕΥΜΑΤΑ, ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM

Transcript

1 Q ΡΥΜΑΤΑ, ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM Ισοοπία σε αγωγό μόνον όταν στο εσωτεικό του αγωγού είναι =0 λεύθεο Ηλεκτόνιο Πείσεια ελευθέων ηλεκτονίων ξωτεικό ηλεκτικό πεδίο εσ εξ = εσ = 0 εξ σωτεικό ηλ. πεδίο Ποσθήκη εξωτεικού φοτίου στα άκα του αγωγού έτσι σε κάθε ηλεκτόνιο η F ηλεκτική = 0 και αποκαθίσταται ισοοπία Αγωγός Θετικό ιόν Q Πείσεια θετικών ιόντων ποκαλεί κίνηση (εύμα) ηλεκτονίων πος εξουδετέωση του εξ. φοτίου = 0 ξουδετέωση του εξ. φοτίου και ισοοπία

2 = 0 Με μία Μπαταία πιτυνγχάνεται άντληση ηλεκτονίων από το ένα άκο και ποώθησή τους στο άλλο άκο μποεί να συντηεί το ηλεκτικό πεδίο και τη κίνηση των φοτίων μέσα στον αγωγό. ξωτεικό φοτίου () θετικός πόλος Μπαταί α Αγωγός ανητικός πόλος () ξωτεικό φοτίου Μπαταία Πακτικά όλες ηλεκτικές δυν. γαμμές από τους πόλους της μπαταίας διέχονται μέσα από τον αγωγό και τείνουν να ακολουθίσουν το σχήμα του

3 Hλ. πεδίο Αγωγού = / l Μήκος Αγωγού (σταθεής διατομής) Αγωγός Ηλεκτικό εύμα στον αγωγό Διαφοά δυναμικού της μπαταίας = Μπαταία dq dt Σε αγωγούς έχουμε κίνηση ηλεκτονίων Ηλεκτικό φοτίο που διέχεται από σημείο του αγωγού σε χόνο dt Μπαταία Το είναι σταθεό κατά μήκος του αγωγού (διαοές=ο) Φοά ηλεκτικού εύματος Φυσική κίνηση φοτίων 1 ampere = 1 = 1 C/s = Σε ηλεκτολύτες έχουμε κίνηση θετικών & ανητικών ιόντων Η φοά του ηλεκτικού εύματος είναι αυτής της ισοδύναμης κίνησης θετικών φοτίων Δυναμικό 0 e E = F e E = F Κίνηση ανητικών φοτίων Ισοδύναμη κίνηση θετικών φοτίων ΔU = (e) (V V ) < 0 απόσταση ΔU = (e) (V V ) < 0 ελαχιστοποίηση ενέγειας ΔU = q < 0

4 d di Πυκνότητα Ηλεκτικού εύματος J = I = di d Μέση ταχύτητα σταθεή λόγω τιβών Ισοδύναμα Μέση Πυκνότητα τοπική Πυκνότητα Κίνηση νεού σε κατηφοικό κανάλι μέσα στο πεδίο βαύτητας Μπαταία Αέιο ελευθ. ηλεκτονίων συγκέντωσης : /cm 3 λ Μέση μετατόπιση λ=0 Θεμική κίνηση μοίων νεού ή ηλεκτονίων στον αγωγό ή στο κανάλι Μέση μετατόπιση λ=0 λ Θεμική κίνηση μοίων νεού ή ηλεκτονίων στον αγωγό μέσα σε ηλ. πεδίο ή στο κατηφοικό κανάλι σε βαυτικό πεδίο

5 Υποθετική διαδομή με =0 Διαδομή με ηλ. πεδίο, R = υ d (σταθεή) μέση ταχύτητα ολίσθησης = 10 2 m/s Λόγω συγκούσεων υ d I I l ιδική αντίσταση λ = / l R Συγκούσεις ηλεκτονίων = /s Μετά από κάθε σύγκεουση χάνεται η κινητική ενέγεια Στιγμιαία ταχύτητα ηλεκτονίων = 10 6 m/s λόγω τυχαίας κίνησης πιτάχυνση λόγω βαύτητας πιβάδυνση μετά από κάθε σύγκεουση χάνεται η κινητική ενέγεια l Ι υ d Νόμος του Ohm Το εύμα είναι ανάλογο της διαφοάς δυναμικού στα άκα του αγωγού Μηχανικό ανάλογο I υ d : σταθεή λόγω συγκούσεων 1 l 1/R Συντελεστής αναλογίας Αντίσταση Μέταλλα ημιαγωγοί Λυχνία κενού pn επαφή Thermstor Ισχύει και για μη μεταλλικά υλικά πολύ μική συγκέντωση ηλεκτονίων ίναι ηλεκ. ιδότητα των υλικών και όχι γενικός νόμος της φύσης όπως ο νόμος του Gauss

6 Σε χόνο τ ανάμεσα σε δύο συγκούσεις διανύει μέση ελεύθεη διαδομή λ=υ d τ λ, τ Σύγκουση μηδενίζεται η κινητική ενέγεια F = e Αποκτά μέση ταχύτητα υ d πιτάχυνση από το ηλεκ. πεδίο Μέσος ιθμός ελλάτωσης ομής από συγκούσεις ( Δp = = e E = F loss Δp ) Δt Αιθμός ηλεκτονίων σε όγκο (Αl) του αγωγού είναι (n l) = υ d τ Σε χόνο Δt=l/υ d διέχεται από μία διατομή φοτίο Δq υ d = e E τ / ( ) Δt gan Δq = e n Δt=/υ d Δq Δt = Μέσος ιθμός αύξησης ομής en /υ d 1/R = E () το είναι αντίθετο της κίνησης του ηλεκτονίου Σε χόνο Δt θα διέλουν τα ηλεκτόνια στον όγκο (Α) του αγωγού. Ο αιθμός τους είναι (n ) R R = τ : δεν υπάχει μέθοδος άμεσης μέτησης 1/ = σ ιδική αγωγημότητα

7 ιδική αντίσταση R = R = R = V Volt = ampere = ohm αγωγιμότητα σ = 1/ 0 R Τ Ι Α = 1 Στα μέταλλα η αυξάνεται με την θεμοκασία λόγω της αύξησης του ιθμού των συγκούσεων (1/τ) νώ η συγκέντωση n πααμένει σταθεή. J = 1 ναλλακτική μοφή του νόμου του ohm Υπεαγωγιμότητα E Sn 0 Τ Στους ημιαγωγούς η ελλατώννεται με την θεμοκασία Τ λόγω της μεγάλης αύξησης της συγκέντωσης n των φοέων που είναι πολύ μεγαλύτεη από την αύξηση του ιθμού συγκούσεων (1/τ) = Τ (Κ) Σε μεικά μέταλλα ή κάματα κοντά σε χαμηλές θεμοκασίες (0Κ ή μεγαλύτεη) η ειδική αντίσταση εξαφανίζεται Ge S (Ω cm) Μέταλλα Ημιαγωγοί Μονωτές