Электропроводность металлов
В металлах и полупроводниках ток переносится электронами, в диэлектриках – электронами и ионами. В отсутствие электрического поля электроны движутся хаотически, причем в некотором направлении движется столько же электронов, сколько и в противоположном направлении. Поэтому хаотическое движение не создает переноса заряда (тока). Если приложено электрическое поле, то в направлении против вектора напряженности поля движется больше электронов, чем в противоположном направлении, то есть появляется электрический ток. В этом случае движение электронов можно представить как сумму хаотического движения и упорядоченного движения против вектора Е со сравнительно небольшой средней скоростью, называемой скоростью дрейфа Vдр.
В металлах, где ток создают почти свободные электроны, называемые электронами проводимости, плотность тока пропорциональна их концентрации n и скорости дрейфа Vдр:
j=-enVдр
где e – модуль заряда электрона.
Двигаясь ускоренно в электрическом поле, электрон приобретает дополнительную скорость вдоль поля, которую теряет в результате очередного столкновения. Среднее значение этой скорости дрейфа пропорционально напряженности поля
Vдр=мю*E
мю – коэф пропорциональности
Коэффициент пропорциональности мю [М2/(сВ)] называется подвижностью электронов. Его численное значение, равное скорости дрейфа в поле единичной напряженности, зависит от материала и температуры.
Закон Ома: j=сигма*E
Сигма=e*n*мю
Таким образом, проводимость металла пропорциональна числу электронов проводимости в единице объема и их подвижности.
Большая проводимость металлов при различной температуре объясняется большой концентрацией электронов проводимости, сравнимой с концентрацией атомов, и не зависящей от температуры.
Сопротивление металлов при нагревании возрастает.
-
Содержание
- Классификация материалов электронной техники по проводимости
- Собственные и примесные полупроводники
- Ионная связь в кристаллах
- Типы проводимости у керамических материалов
- Удельная электропроводность и удельное сопротивление керамических материалов
- Координационные числа
- Зонная теория
- Механизм электропроводности диэлектрика
- Дефекты кристаллической решетки и их влияние на керамические материалы.
- Число переноса
- Факторы, влияющие на электронную проводимость
- 12. Температурный коэффициент электросопротивления
- Электропроводность оксидных полупроводников
- Туннельный пробой диэлектрика. Электрическая прочность
- Электропроводность металлов
- Сверхпроводники и их свойства
- Высокотемпературная сверхпроводимость
- Позисторы, варисторы. Виды проводящей керамики
- Носители зарядов в диэлектрике
- Керамика
- 21. Кристаллофизические свойства керамики