Вывод закона Ома

Классическая теория электропроводности металлов. Экспериментальные доказательства электронной природы тока в металлах (опыты Мандельштама и Папалекси, Стюарта и Толмена). Вывод законов Ома и Джоуля-Ленца из электронной теории

КПД источника тока

КПД источника питания определяется по формуле:

Раздел V. Электропроводность различных сред

Классическая теория электропроводности металлов

Ионы металла не участвуют в переносе электричества, а перенос заряда в металлах осуществляется частицами, которые являются общими для всех металлов.

В 1913 году началась серия опытов Мандельштама и Папалекси. Цель экспериментов: определить знак и величину удельного заряда носителей тока. (Удельный заряд – )

В 1916 году установка была усовершенствована Толменом и Стюартом. В результате экспериментов было установлено: в металлах носители тока заряжены отрицательно, а их удельный заряд приблизительно одинаков для всех исследованных металлов и равен заряду электрона.

Таким образом, носителями тока в металле являются свободные электроны.

В металлической кристаллической решетке в узлах располагаются ионы, а между ними движутся свободные электроны, образуя электронный газ. Этот газ обладает свойствами идеального газа.

– постоянная Больцмана

Электроны обладают такой же энергией теплового движения, как и молекулы одноатомного газа.

(i = 3 для одноатомного газа)

Движение электронов не может привести к возникновению тока.

Пусть в металлическом проводнике существует однородное электрическое поле ().

– закон Ома в дифференциальной форме

– закон Джоуля-Ленца

К концу свободного пробега электрон приобретает дополнительную кинетическую энергию:

При соударении с ионом эта энергия передается решетке, т. е. идет на нагревание металла.

Число столкновений электронов с ионами можно найти:

– закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме

2. Работа выхода электрона из металла. Термоэлектронная эмиссия и её практическое применение. Контактная разность потенциалов. Законы Вольта. Термоэлектричество. Применение контактных и термоэлектрических явлений

Дата добавления: 2015-04-24