Металлын цахилгаан дамжуулах чанар

Металл цахилгаан (эсвэл соронзон) талбарт (эсвэл температурын зөрүү) өртөх үед түүний дотор цэнэгтэй бөөмс, энергийн урсгал гарч ирдэг.

Эдгээр урсгал эсвэл гүйдэл үүсэхийг ихэвчлэн кинетик нөлөөлөл эсвэл дамжуулах үзэгдэл гэж нэрлэдэг бөгөөд өөрөөр хэлбэл тээврийн нөлөөлөл гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь суурин дамжуулагчдад хөдөлгөөнгүй талбайн нөлөөллийг илэрхийлдэг. Энэ тохиолдолд гүйдэл эсвэл урсгал нь боломжит зөрүүтэй (эсвэл температурын зөрүү) пропорциональ бөгөөд пропорциональ коэффициентийг зөвхөн дамжуулагчийн геометрийн хэмжээсүүд болон металлын физик шинж чанараар тодорхойлно.

Нэгж геометрийн хэмжээсийн хувьд энэ коэффициент нь зөвхөн өгөгдсөн металлын шинж чанараас хамаардаг бөгөөд түүний үндсэн суурь юм физик шинж чанар, үүнийг кинетик коэффициент гэж нэрлэдэг. Дамжуулагч нь хувьсах талбарт байх үед түүний доторх гүйдэл нь зөвхөн геометрийн хэмжээс, кинетик коэффициентээс гадна давтамжаас хамаарна. хувьсах талбар, дамжуулагчийн хэлбэрүүд, харьцангуй байрлалцахилгаан хэлхээний элементүүд.

Дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь хувьсах гүйдэлдамжуулагчийн төвөөс захын гүйдлийн нүүлгэн шилжүүлэлт - эргэх нөлөөнөөс үүдэлтэй түүний давтамжаас ихээхэн хамаардаг. Олон боломжтой кинетик үзэгдэлТехнологийн хувьд хоёрыг хамгийн сайн мэддэг: цахилгаан дамжуулах чанар - бодисын тогтмол дамжуулах чадвар цахилгаан гүйдэлцаг хугацааны хувьд өөрчлөгддөггүй цахилгаан талбайн нөлөөн дор, дулаан дамжуулалт нь температурын зөрүү болон дулааны урсгал. Эдгээр үзэгдлүүдийн аль алиныг нь Ом ба Фурьегийн хуулиар (тооноор) илэрхийлдэг:

j = γ E; ω = k T.

Энд j - одоогийн нягт, А/м;

γ - цахилгаан дамжуулалтын кинетик коэффициент);

E - цахилгаан талбайн хүч V / м;

ω - дулааны гүйдлийн нягт;

T - температурын зөрүү;

k – дулаан дамжилтын илтгэлцүүр.

Практикт цахилгаан эсэргүүцэл эсвэл энгийн эсэргүүцэл, Ом м

Гэхдээ дамжуулагчийн хувьд системийн бус хэмжилтийн Ом мм2/м нэгжийг ашиглахыг зөвшөөрнө, эсвэл түүнтэй тэнцэх SI нэгжийг μОм/м ашиглахыг зөвлөж байна. Энэ тохиолдолд нэг нэгжээс нөгөөд шилжих: 1 Ом м = 10 6 μОм м = 10 6 Ом мм2 / м.

Тогтмол хэмжигдэхүүнтэй дурын хэмжигдэхүүнтэй дамжуулагчийн эсэргүүцэл хөндлөн огтлолтодорхойлогдох болно:

энд l нь дамжуулагчийн урт, м;

S – дамжуулагчийн талбай, м2.

Металлыг ихэвчлэн цахилгаан гүйдэл, дулааныг сайн дамжуулдаг "металл" гялбаатай хуванцар бодис гэж тодорхойлдог.

Металлын цахилгаан дамжуулах чанарын хувьд дараах шинж чанарууд байдаг: бага эсэргүүцэл хэвийн температур, температур нэмэгдэхийн хэрээр эсэргүүцлийн мэдэгдэхүйц өсөлт, шууд пропорциональтай ойролцоо; температур ойролцоо температур хүртэл буурах үед үнэмлэхүй тэг, металлын эсэргүүцэл нь маш бага утга хүртэл буурч, хамгийн цэвэр металлын хувьд 10-3, эсвэл хэвийн, + 20 0С температурт эсэргүүцлийн багахан хэсэг юм.

Эдгээр нь цахилгаан дамжуулах чанар ба хоёрын хоорондох холболтоор тодорхойлогддог дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, үүнийг эмпирик Видеман-Францын хуулиар k / γ харьцаа нь ойролцоогоор ижил байна гэж тодорхойлдог. янз бүрийн материалижил температурт. k/γ-ийн хуваана үнэмлэхүй температур T (L0 = k / (γ T)). Лоренцын тоо гэж нэрлэгддэг энэ нь (бүх металлын хувьд) бүх температурт бага зэрэг ялгаатай утга юм.

Металлын кинетик үзэгдлийн онол нь кинетик коэффициентүүдийн температур, даралт болон бусад хүчин зүйлээс хамаарах хамаарлын хэлбэрийг тайлбарлаж болох бөгөөд түүний тусламжтайгаар тэдгээрийн утгыг тооцоолох боломжтой болно. Үүнийг хийхийн тулд металлын дотоод бүтцийг анхаарч үзээрэй.

Физикийн энэ салбарын үндсэн санаа нь 19-20-р зууны төгсгөлд үүссэн: металлын атомууд ионждог бөгөөд тэдгээрээс тусгаарлагдсан валентийн электронууд нь чөлөөтэй, өөрөөр хэлбэл бүхэл бүтэн болорт хамаардаг.

Ионууд нь хатуу эмх цэгцтэй бөгөөд ердийн болор тор үүсгэдэг; сөрөг цэнэгтэй үүлтэй тэдний харилцан үйлчлэл чөлөөт электронуудЭнэ нь болорыг тогтвортой, тогтвортой тогтоц болгодог.

Чөлөөт электронууд байгаа нь металлын цахилгаан дамжуулах чанарыг сайн тайлбарладаг бөгөөд тэдгээрийн делокализаци нь өндөр уян хатан чанарыг өгдөг. Энэ нь хамгийн их гэсэн үг юм онцлог шинж дотоод бүтэцМеталл дамжуулагч нь нүүдлийн электронууд байдаг бөгөөд энэ нь тэдний цахим бүтэц. Түүний дотор хамгийн энгийн загвараялагч электронуудын цуглуулга гэж тайлбарлав электрон хий, хэсгүүд нь эмх замбараагүй дулааны хөдөлгөөнд байдаг.

Электронууд ионуудтай мөргөлдсөний улмаас тэнцвэрт байдал (хэрэв бид электронуудын хоорондох мөргөлдөөнийг үл тоомсорловол) бий болгодог. Дулааны хөдөлгөөн бүрэн эмх цэгцтэй биш тул электронуудын цэнэгийг үл харгалзан хэлхээнд гүйдэл (макроскоп) ажиглагддаггүй. Хэрэв гадны цахилгаан орон нь дамжуулагчийг хэрэглэвэл хурдатгал хүлээн авсан чөлөөт электронууд талбайн дагуу чиглэсэн дараалсан бүрэлдэхүүн хэсэг рүү эгнэнэ.

Торны хэсгүүдийн ионууд хөдөлгөөнгүй байдаг тул электронуудын хөдөлгөөний дараалал нь макроскопийн цахилгаан гүйдэл хэлбэрээр илэрдэг. Энэ тохиолдолд тусгай дамжуулалтыг харгалзан илэрхийлж болно дунд зэргийн урт E хүч чадлын хурдатгалын талбар дахь электроны чөлөөт зам λ:

λ = e E τ / (2 м) гэж γ = e2 n λ / (2 м vτ),

энд e нь электрон цэнэг;

n - металлын нэгж эзэлхүүн дэх чөлөөт электронуудын тоо;

λ нь хоёр мөргөлдөөний хоорондох электроны дундаж чөлөөт зам;

m нь электрон масс;

v τ- дундаж хурдметалл дахь чөлөөт электроны дулааны хөдөлгөөн.

заалтын дагуу квант механик

γ = K p2/3 / λ,

Энд K нь тоон коэффициент юм.

Хэвийн температурт металл дамжуулагчийн эсэргүүцлийн хүрээ нь зөвхөн гурван тушаалын хэмжээ юм. Янз бүрийн металлын хувьд тодорхой температурт электронуудын эмх замбараагүй дулааны хөдөлгөөний хурд ойролцоогоор ижил байна.

Чөлөөт электронуудын концентраци бага зэрэг ялгаатай тул эсэргүүцлийн утга нь тухайн дамжуулагч дахь электронуудын дундаж чөлөөт замаас ихээхэн хамаардаг бөгөөд энэ нь дамжуулагч материалын бүтцээр тодорхойлогддог. Хамгийн энгийн болор тортой бүх цэвэр металлууд байдаг хамгийн бага утгуудтодорхой эсэргүүцэл. Торыг гажуудуулж буй хольц нь эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг

Эсэргүүцлийн температурын коэффициент буюу эсэргүүцлийн дундаж температурын коэффициентийг дараах байдлаар илэрхийлнэ

α = 1 / ρ (dρ / dt); α` = 1 / ρ (ρ2 - ρ1) / (T2 – T1),

Энд ρ1 ба ρ2 нь T2 > T1 үед T1 ба T2 температурт дамжуулагчийн эсэргүүцэл юм.

Техникийн лавлах номонд ихэвчлэн α` утгыг өгдөг бөгөөд үүний тусламжтайгаар та дурын T температурт ρ-ийг ойролцоогоор тодорхойлж болно.

ρ = ρ1 (1 + αρ` (T - T1)).

Энэ илэрхийлэл өгдөг яг үнэ цэнэзөвхөн шугаман хамаарлын хувьд ρ(T) хувийн эсэргүүцэл p. Бусад тохиолдолд энэ арга нь ойролцоо байна; αρ`-г тодорхойлох температурын интервал нарийхан байх тусмаа нарийсна.

Хайлах үед эзэлхүүн нь нэмэгддэг ихэнх металлын эсэргүүцэл нь нягтралыг бууруулдаг. Хайлуулах явцад эзэлхүүнийг нь бууруулдаг металлын хувьд эсэргүүцэл буурдаг; Эдгээр металлуудад галли, сурьма, висмут орно.

Хайлшийн эсэргүүцэл нь цэвэр металлын эсэргүүцэлээс үргэлж их байдаг. Энэ нь ялангуяа тэдгээрийг нэгтгэх үед үүссэн тохиолдолд мэдэгдэхүйц юм хатуу шийдэл, өөрөөр хэлбэл хатуурах явцад хамтдаа талсжих ба нэг металлын атомууд нөгөө металлын торонд ордог.

Хэрэв хоёр металлын хайлш нь тусдаа талстжилт ба хатуурсан уусмал - бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн талстуудын холимог үүсгэдэг бол ийм хайлшийн тодорхой дамжуулалт γ нь найрлагын өөрчлөлтөөр бараг шугаман байдлаар өөрчлөгддөг. Хатуу уусмалд энэ хамаарал (металл бүрийн агууламжаас) шугаман биш бөгөөд хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тодорхой харьцаатай хамгийн их хамааралтай байдаг.

Заримдаа бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох тодорхой харьцаагаар тэдгээр нь үүсдэг химийн нэгдлүүд(металл хоорондын нэгдлүүд), гэхдээ тэдгээр нь металл дамжуулах чанаргүй боловч электрон хагас дамжуулагч юм.

Дамжуулагчийн шугаман тэлэлтийн температурын коэффициентийг томъёог ашиглан диэлектриктэй ижил аргаар тодорхойлно.

ТКl = α(l) = l / l (dl / dТ), (3.1)

Энд TKl = α(l) - температурын коэффициент шугаман тэлэлтК-1

Холбогдсон материалын гүйцэтгэлийг үнэлэхийн тулд энэ коэффициентийг мэддэг байх ёстой янз бүрийн загвар, түүнчлэн температур өөрчлөгдөх үед металлын шил, керамиктай вакуум холболтыг таслах, хагарахаас сэргийлнэ. Үүнээс гадна тооцоололд оруулсан болно температурын коэффициентутаснуудын цахилгаан эсэргүүцэл

ТКR = α(R) = α(ρ) - α(l).

Дамжуулагчийн термоEMF

ThermoEMF нь хоёр өөр дамжуулагч (эсвэл хагас дамжуулагч) тэдгээрийн уулзваруудын температур ижил биш бол холбогдох үед үүсдэг. Хэрэв хоёр өөр дамжуулагч холбогдвол a холбоо барих ялгааболомжууд. А ба В металлын хувьд

Ucb - Uc + K T / e ln(n0с / nob),

энд U c ба U b нь металлын холбоо барих потенциал; харгалзах металл дахь электрон концентраци;

K нь Больцманы тогтмол;

T - температур;

д - үнэмлэхүй үнэ цэнээлектрон цэнэг.

Хэрэв металл уулзваруудын температур ижил байвал хаалттай хэлхээний боломжит зөрүүний нийлбэр нь тэг болно. Хэрэв давхаргын температур өөр өөр байвал (жишээлбэл, T2 ба T1), энэ тохиолдолд

U = K / e (T1 - T2) ln (nc / nb). (3.2)

Практикт илэрхийлэл (3.2) үргэлж ажиглагддаггүй бөгөөд thermoEMF-ийн температураас хамаарах хамаарал нь шугаман бус байж болно. Хоёр тусгаарлагдсан утаснаас бүрдсэн утас янз бүрийн металлуудэсвэл хайлшийг термопар гэж нэрлэдэг бөгөөд температурыг хэмжихэд ашигладаг.

Ийм тохиолдолд тэд том, тогтвортой thermoEMF коэффициент бүхий материалыг ашиглахыг хичээдэг. өндөр температурыг хэмжихийн тулд заримдаа (ялангуяа түрэмгий орчинд температурыг хэмжихэд) бага thermoEdS коэффициенттэй, гэхдээ өндөр температурт тэсвэртэй, түрэмгий орчинд исэлддэггүй термопар ашиглах шаардлагатай байдаг.

Термопар хайлш байдаг янз бүрийн хослолууд, түүний дотор нэг электродыг цэвэр металлаар хийж болно. Хамгийн түгээмэл нь никель ба зэс-никель хайлш. 1000 - 1200 0С-ийн температурт chromel - alumel (TCA) термопарыг илүү өндөр температурт ашигладаг, цагаан алт - платинродиум электродууд; Эдгээр хайлшуудад родий 6.7-40.5% хооронд хэлбэлздэг. Ийм термопарын брэндүүд нь дараах байдалтай байна: PlRd-7, PlRd-10, PlRd-30, PlRd-40.

Металлын цахилгаан дамжуулах чанарын сонгодог онол нь ХХ зууны эхээр үүссэн. Түүний үүсгэн байгуулагч нь Германы физикч Карл Рикке юм. Тэрээр туршилтаар металлаар дамжин цэнэг дамжих нь шингэн электролитээс ялгаатай нь дамжуулагч атомуудыг шилжүүлэхгүй гэдгийг тогтоожээ. Гэсэн хэдий ч энэхүү нээлт нь яг юу тээвэрлэгч болохыг тайлбарлаагүй байна цахилгаан импульсметаллын бүтцэд.

Эрдэмтэд Стюарт, Толман нарын 1916 онд хийсэн туршилтууд энэ асуултад хариулах боломжийг бидэнд олгосон юм. Тэд хамгийн жижиг цэнэгтэй тоосонцор болох электронууд нь метал дахь цахилгаан дамжуулах үүрэгтэй болохыг тогтоож чадсан. Энэхүү нээлт нь сонгодог зохиолын үндэс суурийг тавьсан юм электрон онолметаллын цахилгаан дамжуулах чанар. Энэ мөчөөс эхэлсэн шинэ эрин үеметалл дамжуулагчийн судалгаа. Хүлээн авсан үр дүнгийн ачаар өнөөдөр бид ашиглах боломжтой болсон гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж, машин болон бусад олон төхөөрөмж.

Янз бүрийн металлын цахилгаан дамжуулах чанар юугаараа ялгаатай вэ?

Металлын цахилгаан дамжуулалтын электрон онолыг Пол Друдын ​​судалгаагаар боловсруулсан. Тэрээр цахилгаан гүйдэл дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх үед ажиглагддаг эсэргүүцэл гэх мэт шинж чанарыг олж илрүүлсэн. Ирээдүйд энэ нь бидэнд ангилах боломжийг олгоно янз бүрийн бодисууддамжуулалтын түвшингээр. Хүлээн авсан үр дүнгээс харахад аль металл нь тодорхой кабель хийхэд тохиромжтой болохыг ойлгоход хялбар байдаг. Энэ их чухал цэг, буруу сонгосон материал нь илүүдэл хүчдэлийн гүйдэл дамжихаас хэт халалтын үр дүнд гал түймэр үүсгэж болзошгүй тул.

Мөнгөний метал нь хамгийн өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай. Цельсийн +20 хэмийн температурт 63.3 * 104 сантиметр-1 байна. Гэхдээ мөнгөнөөс утас хийх нь нэлээд үнэтэй тул маш үнэтэй байдаг ховор металл, голчлон үнэт эдлэл, гоёл чимэглэлийн зүйл эсвэл гулдмай зоос үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Хамгийн ихтэй металл өндөр цахилгаан дамжуулах чадварҮл тоомсорлох бүлгийн бүх элементүүдийн дунд зэс байдаг. Түүний үзүүлэлт нь +20 хэмийн температурт 57*104 сантиметр-1 байна. Зэс бол ахуйн болон үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашиглагддаг хамгийн түгээмэл дамжуулагчуудын нэг юм. Энэ нь байнгын цахилгаан ачааллыг сайн тэсвэрлэдэг, бат бөх, найдвартай байдаг. Өндөр температурхайлах нь танд асуудалгүй ажиллах боломжийг олгодог удаан хугацаагаархалсан төлөвт.

Элбэг дэлбэг байдлын хувьд цахилгаан дамжуулах чанараараа алтны дараа дөрөвдүгээрт ордог зэстэй зөвхөн хөнгөн цагаан л өрсөлдөж чадна. Зэсийн хайлах цэгийн бараг тал хувьтай, хэт их ачааллыг тэсвэрлэх чадваргүй тул бага хүчдэлийн сүлжээнд ашигладаг. Газрын цаашдын хуваарилалтыг металлын цахилгаан дамжуулах чанарын хүснэгтээс харж болно.

Аливаа хайлш нь цахилгаан дамжуулах чанараас хамаагүй бага байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй цэвэр бодис. Энэ нь бүтцийн сүлжээг нэгтгэж, улмаар электронуудын хэвийн үйл ажиллагааг тасалдуулж байгаатай холбоотой юм. Жишээлбэл, үйлдвэрлэлд зэс утас 0.1% -иас ихгүй хольц бүхий материалыг ашигладаг бөгөөд зарим төрлийн кабелийн хувьд энэ үзүүлэлт илүү хатуу байдаг - 0.05% -иас ихгүй байна. Өгөгдсөн бүх үзүүлэлтүүд нь металлын цахилгаан дамжуулах чанар бөгөөд энэ нь дамжуулагч дахь гүйдлийн нягт ба цахилгаан талбайн хэмжээ хоорондын харьцаагаар тооцогддог.

Металлын цахилгаан дамжуулах чанарын сонгодог онол

Металлын цахилгаан дамжуулах чанарын онолын үндсэн зарчмууд нь зургаан цэгийг агуулдаг. Нэгдүгээрт: цахилгаан дамжуулах чанарын өндөр түвшин нь байгаатай холбоотой их тоочөлөөт электронууд. Хоёрдугаарт: цахилгаан гүйдэл үүсдэг гадны нөлөөэлектронууд санамсаргүй хөдөлгөөнөөс эмх цэгцтэй хөдөлгөөн рүү шилждэг металл дээр.

Гуравдугаарт: металл дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх гүйдлийн хүчийг Ом хуулийн дагуу тооцоолно. Дөрөвдүгээрт: өөр тооболор тор дахь энгийн тоосонцор нь металлын тэгш бус эсэргүүцэлд хүргэдэг. Тавдугаарт: хэлхээн дэх цахилгаан гүйдэл нь электронд өртөж эхэлсний дараа шууд үүсдэг. Зургаадугаарт: Металлын дотоод температур нэмэгдэхийн хэрээр түүний эсэргүүцлийн түвшин нэмэгддэг.

Металлын цахилгаан дамжуулах чанарын шинж чанарыг заалтын хоёр дахь хэсэгт тайлбарлав. Чимээгүй байдалд бүх чөлөөт электронууд цөмийн эргэн тойронд эмх замбараагүй эргэлддэг. Энэ үед метал өөрөө нөхөн үржих чадваргүй болно. цахилгаан цэнэг. Гэхдээ та зүгээр л холбогдох хэрэгтэй гадаад эх үүсвэрэлектронууд шууд бүтэцтэй дарааллаар эгнэж, цахилгаан гүйдэл тээгч болдог. Температур нэмэгдэхийн хэрээр металлын цахилгаан дамжуулах чанар буурдаг.

Энэ нь суларч байгаатай холбоотой молекулын холбооболор торонд, энгийн бөөмсбүр илүү эмх замбараагүй дарааллаар эргэлдэж эхэлдэг тул электронуудыг хэлхээнд бий болгох нь илүү төвөгтэй болдог. Тиймээс дамжуулагчийн хэт халалтаас урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ авах шаардлагатай бөгөөд энэ нь тэдгээрийн гүйцэтгэлийн шинж чанарт сөргөөр нөлөөлдөг. Металлын цахилгаан дамжуулалтын механизмыг өөрчлөх боломжгүй одоогийн хууль тогтоомжфизик. Гэхдээ үйл явцын хэвийн үйл явцад саад учруулж буй гадны болон дотоод сөрөг нөлөөллийг саармагжуулах боломжтой.

Өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай металлууд

Цахилгаан дамжуулах чанар шүлтлэг металлуудасаалттай байна өндөр түвшин, учир нь тэдгээрийн электронууд нь цөмд сул наалддаг бөгөөд хүссэн дарааллаар нь амархан эгндэг. Гэхдээ энэ бүлэг нь бага хайлах цэг, асар их химийн идэвхжилээр тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь ихэнх тохиолдолд утас үйлдвэрлэхэд ашиглахыг зөвшөөрдөггүй.

Нээх үед цахилгаан дамжуулах өндөр чадвартай металлууд нь хүний ​​хувьд маш аюултай. Нүцгэн утсанд хүрэх нь цахилгааны түлэгдэлт болон бүх хэсэгт хүчтэй цохилт өгөх болно. дотоод эрхтнүүд. Энэ нь ихэвчлэн шууд үхэлд хүргэдэг. Тиймээс хүмүүсийн аюулгүй байдлыг хангах үүднээс тусгай тусгаарлагч материалыг ашигладаг.

Хэрэглээнээс хамааран тэдгээр нь хатуу, шингэн эсвэл хийн хэлбэртэй байж болно. Гэхдээ бүх төрлүүд нь нэг функцэд зориулагдсан байдаг - хэлхээний доторх цахилгаан гүйдлийг тусгаарлах, ингэснээр нөлөөлөхгүй гадаад ертөнц. Металлын цахилгаан дамжуулах чанарыг бараг бүх салбарт ашигладаг орчин үеийн амьдралхүн төрөлхтний хувьд аюулгүй байдлыг хангах нь нэн тэргүүний зорилт юм.

Металлын электрон дамжуулалт

20-р зууны эхээр металлын цахилгаан дамжуулах чанарын сонгодог электрон онолыг бий болгосон (П. Друд, 1900, Х. Лоренц, 1904), энэ нь металын ихэнх цахилгаан болон дулааны шинж чанарыг энгийн бөгөөд нүдээр тайлбарласан юм. Энэ онолын зарим заалтыг авч үзье.

Чөлөөт электронууд

Металл дамжуулагч нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ.

1) тэнцвэрийн байрлалыг тойрон хэлбэлзэх эерэг цэнэгтэй ионууд ба

2) дамжуулагчийн бүх эзэлхүүнээр шилжих чадвартай чөлөөт электронууд.

Тиймээс, цахилгаан шинж чанарметаллууд нь тэдгээрийн доторх 1028 м-3 дарааллын концентрацитай чөлөөт электронууд байгаатай холбоотой бөгөөд энэ нь атомын концентрацтай ойролцоогоор тохирч байна. Эдгээр электронуудыг дамжуулагч электрон гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийг металлын атомаас салгаснаар үүсдэг валентын электронууд. Ийм электронууд нь ямар нэгэн тодорхой атомд хамаарахгүй бөгөөд биеийн бүх эзлэхүүнээр хөдөлж чаддаг. Металд цахилгаан орон байхгүй үед дамжуулагч электронууд эмх замбараагүй хөдөлж, ихэнхдээ болор торны ионуудтай мөргөлддөг (Зураг 1). Эдгээр электронуудын цуглуулгыг ойролцоогоор хууль тогтоомжид захирагддаг электрон хий гэж үзэж болно хамгийн тохиромжтой хий. Өрөөний температурт электронуудын дулааны хөдөлгөөний дундаж хурд ойролцоогоор 105 м/с байна.

Зураг 1

Металлын цахилгаан гүйдэл

Металл болор торны ионууд нь гүйдэл үүсгэхэд оролцдоггүй. Гүйдэл дамжуулах явцад тэдний хөдөлгөөн нь дамжуулагчийн дагуу бодисыг шилжүүлэх гэсэн үг бөгөөд энэ нь ажиглагддаггүй. Жишээлбэл, E. Riecke (1901) туршилтанд масс ба химийн найрлаганэг жилийн хугацаанд гүйдэл өнгөрөхөд дамжуулагч өөрчлөгдөөгүй.

Туршилтын нотолгооМеталлын гүйдэл нь чөлөөт электронуудаар үүсгэгддэг болохыг L.I-ийн туршилтаар харуулсан. Манделстам, Н.Д.Папалекси (1912, үр дүн нь хэвлэгдээгүй), түүнчлэн Т.Стюарт, Р.Толман (1916). Хурдтай эргэлддэг ороомог гэнэт зогсоход сөрөг цэнэгтэй тоосонцор - электронууд үүсгэсэн ороомог дамжуулагч дээр цахилгаан гүйдэл үүсдэг болохыг тэд олж мэдэв.

Иймээс метал дахь цахилгаан гүйдэл нь чөлөөт электронуудын чиглэлтэй хөдөлгөөн юм.

Металлын цахилгаан гүйдэл нь чөлөөт электронуудаар үүсгэгддэг тул металл дамжуулагчийн дамжуулалтыг электрон дамжуулалт гэж нэрлэдэг.

Металлын цахилгаан гүйдэл нь гадны цахилгаан орны нөлөөн дор үүсдэг. Энэ талбарт байрлах цахилгаан дамжуулах электронууд нөлөөлнө цахилгаан хүч, тэдэнд талбайн хүч чадлын векторын эсрэг чиглэлд чиглэсэн хурдатгал өгөх. Үүний үр дүнд электронууд тодорхой нэмэлт хурдыг олж авдаг (үүнийг шилжилт гэж нэрлэдэг). Энэ хурд нь электрон нь металлын болор торны атомтай мөргөлдөх хүртэл нэмэгддэг. Ийм мөргөлдөөний үед электронууд илүүдэл кинетик энергийг алдаж, ион руу шилжүүлдэг. Дараа нь электронууд дахин цахилгаан талбайн нөлөөгөөр хурдасч, дахин ионоор удаашрах гэх мэт. Электроны шилжилтийн дундаж хурд маш бага буюу ойролцоогоор 10-4 м/с байна.

Одоогийн тархалтын хурд ба шилжилтийн хурд нь ижил зүйл биш юм. Одоогийн тархалтын хурд нь орон зай дахь цахилгаан талбайн тархалтын хурдтай тэнцүү, i.e. 3⋅108 м/с.

Ионуудтай мөргөлдөх үед дамжуулагч электронууд кинетик энергийн нэг хэсгийг ион руу шилжүүлдэг бөгөөд энэ нь болор торны ионуудын хөдөлгөөний энергийг нэмэгдүүлж, улмаар дамжуулагчийг халаахад хүргэдэг.

Металлын эсэргүүцэл

Металлын эсэргүүцлийг дамжуулагч электронууд болор торны ионуудтай мөргөлдсөнөөр тайлбарладаг. Энэ тохиолдолд ийм мөргөлдөөн ихэвчлэн тохиолддог, өөрөөр хэлбэл мөргөлдөөний хоорондох электроны чөлөөт дундаж хугацаа τ богино байх тусам металлын эсэргүүцэл их байх болно.

Хариуд нь τ хугацаа нь торны ионуудын хоорондох зай, тэдгээрийн чичиргээний далайц, электронуудын ионуудтай харилцан үйлчлэх шинж чанар, электронуудын дулааны хөдөлгөөний хурд зэргээс хамаарна. Металлын температур нэмэгдэхийн хэрээр ионы чичиргээний далайц, электронуудын дулааны хөдөлгөөний хурд нэмэгддэг. Кристал торны согогийн тоо бас нэмэгддэг. Энэ бүхэн нь металлын температур нэмэгдэхийн хэрээр ионуудтай электронуудын мөргөлдөөн илүү олон удаа тохиолддог, өөрөөр хэлбэл. хугацаа τ багасч, металлын эсэргүүцэл нэмэгдэнэ.

Манделстам, Папалекси нарын электроны хөдөлгөөнийг тодруулах туршилт

Хэрэв электрон масстай бол түүний масс буюу инерцээр хөдлөх чадвар нь зөвхөн цахилгаан орон зайд бус хаа сайгүй илрэх ёстой. Оросын эрдэмтэд Л.И.Манделстам (1879-1949; радиофизикчдийн сургуулийг үндэслэгч), Н.Д.Папалекси (1880 - 1947; хамгийн том Зөвлөлтийн физикч, академич, ЗХУ-ын ШУА-ийн дэргэдэх Радиофизик ба радиотехникийн бүх холбооны шинжлэх ухааны зөвлөлийн дарга) анхны туршилтыг 1913 онд хийжээ. Тэд ороомог утас аваад янз бүрийн чиглэлд мушгиж эхлэв.

Тэд, жишээлбэл, цагийн зүүний дагуу эргэлдэж, дараа нь гэнэт зогсоод буцаж ирнэ.

Тэд иймэрхүү үндэслэлийг гаргасан: хэрэв электронууд үнэхээр масстай бол ороомог гэнэт зогсоход электронууд хэсэг хугацаанд инерцээр хөдөлж байх ёстой. Утасны дагуух электронуудын хөдөлгөөн нь цахилгаан гүйдэл юм. Энэ нь бидний төлөвлөсний дагуу болсон. Бид утасны төгсгөлд утас холбож, дуу чимээ сонсогдов. Утсанд дуу чимээ сонсогддог тул гүйдэл түүгээр урсдаг.

Манделстам, Папалекси нарын туршлагыг 1916 онд Америкийн эрдэмтэн Толман, Стюарт нар давтсан. Тэд мөн ороомогыг мушгисан боловч утасны оронд түүний төгсгөлд төхөөрөмж холбосон бөгөөд цэнэгийг хэмжжээ. Тэд зөвхөн электрон масс байгааг нотлоод зогсохгүй түүнийг хэмжиж чаджээ. Толман, Стюарт нарын өгөгдлийг дараа нь бусад эрдэмтэд олон удаа шалгаж, сайжруулсан бөгөөд одоо та электроны масс 9.109 10-31 кг болохыг мэдэж байна.

Эдгээр туршилтуудыг хийхдээ бид дараах бодлоор ажилласан. Хэрэв масстай металлд чөлөөт цэнэг байгаа бол тэдгээр нь инерцийн хуулийг дагаж мөрдөх ёстой. Хурдан хөдөлж буй дамжуулагч нь жишээлбэл, зүүнээс баруун тийш хөдөлж буй металлын атомуудын цуглуулга юм. үнэгүй төлбөр. Ийм дамжуулагч гэнэт зогсоход түүний найрлагад орсон атомууд зогсдог; чөлөөт цэнэгүүд нь инерцийн хувьд янз бүрийн саад тотгорууд (зогсоосон атомуудтай мөргөлдөх) тэднийг зогсоох хүртэл зүүнээс баруун тийш шилжих ёстой. Энэ үзэгдэл нь трамвай гэнэт зогсох, "сул" объектууд болон машинд холбогдоогүй хүмүүс хэсэг хугацаанд инерцээр урагшлах үед ажиглагддагтай төстэй юм.

Тиймээс, богино хугацаадамжуулагч зогссоны дараа түүний доторх чөлөөт цэнэгүүд нэг чиглэлд шилжих ёстой. Гэхдээ тодорхой чиглэлд цэнэгийн хөдөлгөөн нь цахилгаан гүйдэл юм. Тиймээс, хэрэв бидний үндэслэл зөв бол дамжуулагч гэнэт зогссоны дараа бид богино хугацааны гүйдэл үүсэхийг хүлээх хэрэгтэй. Энэ гүйдлийн чиглэл нь тэмдгийг шүүж үзэх боломжийг бидэнд олгоно. Цэнэглэх. Хэрэв тэд энэ чиглэлд шилжих юм бол сөрөг цэнэгүүд, дараа нь баруунаас зүүн тийш болон эсрэгээр гүйдэл ажиглагдах ёстой. Үүссэн гүйдэл нь цэнэг, тэдгээрийн тээвэрлэгчдийн хөдөлгөөнийг хөндлөнгийн оролцоотой, өөрөөр хэлбэл массаас үл хамааран инерцийн дагуу удаан хугацаагаар хадгалах чадвараас хамаарна. Тиймээс энэхүү туршилт нь зөвхөн оршин тогтнох таамаглалыг батлах боломжийг бидэнд олгодоггүй үнэгүй төлбөр, гэхдээ мөн цэнэгийг өөрсдөө, тэдгээрийн тэмдэг, тээвэрлэгчдийн массыг (илүү нарийвчлалтай, цэнэгийн массын харьцаа хайлаас) тодорхойлох.

Туршилтыг практикт хэрэгжүүлэхэд дэвшилтэт биш, харин ашиглахад илүү тохиромжтой болсон эргэлтийн хөдөлгөөндамжуулагч. Ийм туршилтын диаграммыг 2-р зурагт үзүүлэв.

Зураг 2

Утасны спираль 1 нь хоёр хагас тэнхлэг 00 тусгаарлагдсан ороомог дээр суурилагдсан бөгөөд спираль төгсгөлүүд нь тэнхлэгийн хоёр тал руу гагнаж, гулсах контактуудыг 2 ("сойз") ашиглан холбодог. мэдрэмтгий гальванометр 3. Ороомог дотогшоо хөдөлдөг хурдан эргэлттэгээд гэнэт удааширсан. Туршилт нь энэ тохиолдолд гальванометрт цахилгаан гүйдэл үүссэн болохыг тогтоожээ. Энэ гүйдлийн чиглэл нь сөрөг цэнэгүүд инерцээр хөдөлж байгааг харуулсан. Энэхүү богино хугацааны гүйдлийн цэнэгийг хэмжсэнээр чөлөөт цэнэгийн тээвэрлэгчийн масстай харьцуулсан харьцааг олох боломжтой байв. Энэ харьцаа нь e/m=l.8 1011 C/kg-тэй тэнцүү болсон нь бусад аргаар тодорхойлсон электронуудын хувьд энэ харьцааны утгатай сайн давхцаж байна.

Металлын үнэ цэнэ нь химийн болон физик шинж чанараараа шууд тодорхойлогддог. Цахилгаан дамжуулах чанар гэх мэт үзүүлэлтийн хувьд энэ хамаарал нь тийм ч хялбар биш юм. Хэмжихэд хамгийн их цахилгаан дамжуулагч металл энэ үзүүлэлтөрөөний температурт (+20 ° C), - мөнгө.

Гэхдээ өндөр өртөгтэйцахилгаан инженерчлэл, микроэлектроникийн салбарт мөнгөн эд анги ашиглахыг хязгаарладаг. Ийм төхөөрөмж дэх мөнгөн элементүүдийг эдийн засгийн хувьд боломжтой тохиолдолд л ашигладаг.

Дамжуулах чадварын физик утга

Металл дамжуулагчийг ашиглах нь удаан хугацааны түүхтэй. Цахилгаан эрчим хүчийг ашигладаг шинжлэх ухаан, технологийн салбарт ажиллаж буй эрдэмтэн, инженерүүд утас, терминал, контакт гэх мэт материалыг удаан хугацаанд шийдсээр ирсэн. Энэ нь дэлхийн хамгийн цахилгаан дамжуулагч металлыг тодорхойлоход тусалдаг. физик хэмжигдэхүүн, цахилгаан дамжуулах чанар гэж нэрлэдэг.

Буцах дамжуулалтын тухай ойлголт цахилгаан эсэргүүцэл. Дамжуулах чадварын тоон илэрхийлэл нь эсэргүүцлийн нэгжтэй холбоотой байдаг олон улсын системнэгжийг (SI) омоор хэмждэг. SI нэгж нь Siemens юм. Оросын нэршилэнэ нэгжийн - см, олон улсын - S. 1 см-ийн талбай нь цахилгаан дамжуулах чадвартай цахилгаан сүлжээ 1 ом эсэргүүцэлтэй.

Дамжуулах чадвар

Бодисын цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадварыг хэмжих хэмжүүрийг хамгийн их цахилгаан дамжуулагч металл гэж нэрлэдэг. Энэ шинж чанарыг ямар ч бодис, орчинд багажаар тодорхойлж болно тоон илэрхийлэл. нэгж урт ба хөндлөн огтлолын талбай бүхий цилиндр дамжуулагчийн хувьд энэ дамжуулагчийн эсэргүүцэлтэй холбоотой.

Системийн нэгж дамжуулах чанарнь Siemens нэг метр - S/m. Дэлхийн хамгийн цахилгаан дамжуулагч металл болохыг мэдэхийн тулд тэдгээрийн туршилтаар тодорхойлсон дамжуулалтыг харьцуулах нь хангалттай юм. Та тусгай төхөөрөмж - микроомметр ашиглан эсэргүүцлийг тодорхойлж болно. Эдгээр шинж чанарууд нь урвуу хамааралтай байдаг.

Металлын дамжуулалт

Цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн чиглэсэн урсгалын тухай ойлголт нь металлын шинж чанар бүхий болор тор дээр суурилсан бодисуудад илүү зохицсон мэт санагддаг. Металд цахилгаан гүйдэл үүсэх үед цэнэглэгч нь ион биш харин чөлөөт электронууд байдаг. шингэн орчин. Металд гүйдэл үүсвэл дамжуулагчийн хооронд бодисын бөөмс дамжихгүй гэдгийг туршилтаар тогтоосон.

Металл бодисууд нь атомын түвшинд илүү сул холбоо байдгаараа бусдаас ялгаатай. Дотоод бүтэцметаллууд нь олон тооны "ганцаардсан" электронуудаар тодорхойлогддог. цахилгаан соронзон хүчний өчүүхэн нөлөөгөөр чиглэсэн урсгалыг үүсгэдэг. Тиймээс металууд нь цахилгаан гүйдлийн хамгийн сайн дамжуулагч байдаг нь утгагүй зүйл биш бөгөөд яг эдгээр нь юм. молекулын харилцан үйлчлэлхамгийн цахилгаан дамжуулагч металлаар ялгагдана. Металлын өөр нэг өвөрмөц шинж чанар нь металлын болор торны бүтцийн онцлогт суурилдаг - өндөр дулаан дамжуулалт.

Шилдэг шилдэг дамжуулагч - металл

4 металлтай практик ач холбогдолцахилгаан дамжуулагч болгон ашиглахын тулд тэдгээрийг S/m-ээр хэмжсэн тусгай дамжуулалтын утгатай харьцуулан дараах дарааллаар хуваарилна.

1. Мөнгө - 62,500,000.
2. Зэс - 59,500,000.
3. Алт - 45,500,000.
4. Хөнгөн цагаан - 38,000,000.

Эндээс харахад хамгийн цахилгаан дамжуулагч металл бол мөнгө юм. Гэхдээ алтны нэгэн адил энэ нь зөвхөн онцгой тохиолдолд цахилгаан сүлжээг зохион байгуулахад ашиглагддаг. Шалтгаан нь өндөр өртөгтэй.

Гэхдээ зэс, хөнгөн цагаан нь цахилгаан гүйдэлд тэсвэртэй, хямд өртөгтэй тул цахилгаан хэрэгсэл, кабелийн бүтээгдэхүүний хамгийн түгээмэл сонголт юм. Бусад металлыг дамжуулагч болгон бараг ашигладаггүй.

Металлын дамжуулах чанарт нөлөөлөх хүчин зүйлүүд

Хамгийн цахилгаан дамжуулагч металл ч гэсэн бусад нэмэлт бодис, хольц агуулсан бол цахилгаан дамжуулах чанараа бууруулдаг. Хайлш нь "цэвэр" металлаас өөр болор торны бүтэцтэй байдаг. Энэ нь тэгш хэм, хагарал болон бусад согогийг зөрчсөнөөр тодорхойлогддог. Хүрээлэн буй орчны температур нэмэгдэхийн хэрээр цахилгаан дамжуулах чанар буурдаг.

Хайлшаас үүссэн эсэргүүцлийг халаалтын элементүүдэд ашигладаг. Нихром, фехрал болон бусад хайлшийг цахилгаан зуух, халаагчийн ажлын элементүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг нь санамсаргүй хэрэг биш юм.

Хамгийн цахилгаан дамжуулагч металл бол үнэт мөнгө бөгөөд ихэвчлэн үнэт эдлэлчид зоос цутгахад ашигладаг. Гэхдээ технологи, багаж хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд түүний тусгай химийн болон физик шинж чанарөргөн хэрэглэгддэг. Жишээлбэл, мөнгөн бүрэх нь эсэргүүцэл багатай эд анги, угсралтад ашиглагдахаас гадна контакт бүлгүүдийг исэлдэлтээс хамгаалдаг. Мөнгө, түүн дээр суурилсан хайлшийн өвөрмөц шинж чанар нь өндөр өртөгтэй хэдий ч түүний хэрэглээг үндэслэлтэй болгодог.

« Физик - 10-р анги"

Металл дамжуулагч дотор цахилгаан орон байхгүй үед электронууд хэрхэн хөдөлдөг вэ?
Метал дамжуулагч дээр хүчдэл өгөхөд электронуудын хөдөлгөөн хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?

Цахилгаан гүйдлийг хатуу, шингэн болон хийн биетүүд. Эдгээр дамжуулагчид бие биенээсээ юугаараа ялгаатай вэ?

Та металл дамжуулагчийн цахилгаан гүйдэл, эдгээр дамжуулагчийн туршилтаар тогтоосон гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанар - Ом-ын хуультай танилцсан.

Металлуудтай зэрэгцэн тэдгээр нь сайн дамжуулагч, өөрөөр хэлбэл бодисуудтай байдаг их тоочөлөөт цэнэгтэй бөөмсүүд нь усан уусмалэсвэл электролит ба ионжуулсан хий - плазмын хайлмал. Эдгээр дамжуулагчийг технологид өргөн ашигладаг.

Вакуумд электрон төхөөрөмжЦахилгаан гүйдэл нь электронуудын урсгалаар үүсдэг.

Металл дамжуулагчийг одоогийн эх үүсвэрээс хэрэглэгчдэд цахилгаан дамжуулахад өргөн ашигладаг. Үүнээс гадна эдгээр дамжуулагчийг цахилгаан мотор, генератор, цахилгаан халаалтын төхөөрөмж гэх мэт ажилд ашигладаг.

Үүнээс бусад нь дамжуулагчидТэгээд диэлектрик(харьцангуй бага хэмжээнийчөлөөт цэнэглэгдсэн хэсгүүд), дамжуулах чанар нь нэг бүлэг бодис байдаг завсрын байрлалдамжуулагч ба диэлектрикийн хооронд. Эдгээр бодисууд нь цахилгааныг дамжуулагч гэж нэрлэхэд хангалттай сайн дамжуулдаггүй, гэхдээ диэлектрик гэж ангилагдахаар тийм ч муу биш юм. Тийм ч учраас тэд энэ нэрийг авсан хагас дамжуулагч.

Удаан хугацааны туршид хагас дамжуулагч нь практик үүрэг гүйцэтгэдэггүй байв. Цахилгаан инженерчлэл, радио инженерчлэлд зөвхөн янз бүрийн дамжуулагч ба диэлектрикийг ашигласан. Хагас дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулах чанарыг хянах хялбар боломжийг эхлээд онолын хувьд урьдчилан таамаглаж, дараа нь нээж, судалж эхэлснээр нөхцөл байдал эрс өөрчлөгдсөн.

Бүх нийтийн гүйдэл дамжуулагч байхгүй. Хүснэгтэнд одоогийн операторуудыг харуулав өөр өөр орчин.

Металлын электрон дамжуулалт.

Металл дамжуулагчаас эхэлье. Эдгээр дамжуулагчийн одоогийн хүчдэлийн шинж чанарыг бид мэддэг боловч молекул кинетик онолын үүднээс түүний тайлбарын талаар одоогоор юу ч хэлээгүй байна.

Металлын чөлөөт цэнэгийн тээвэрлэгч нь электронууд юм. Тэдний концентраци өндөр байдаг - ойролцоогоор 10 28 1 / м 3.

Эдгээр электронууд санамсаргүй дулааны хөдөлгөөнд оролцдог. Цахилгаан талбайн нөлөөн дор тэд 10 -4 м/с дундаж хурдтайгаар эмх цэгцтэй хөдөлж эхэлдэг.

Металд чөлөөт электронууд байдгийг туршилтаар нотолсон.

Металлын цахилгаан дамжуулах чанар нь чөлөөт электронуудын хөдөлгөөнөөс шалтгаалдаг болохыг туршилтаар нотлох баримтыг Манделстам ба Папалекси (1913), Стюарт, Толман (1916) нарын туршилтаар өгсөн. Эдгээр туршилтуудын схем нь дараах байдалтай байна.

Ороомог дээр утас ороож, тэдгээрийн төгсгөлүүд нь бие биенээсээ тусгаарлагдсан хоёр металл дискэнд гагнагдсан байна (Зураг 16.1). Гальванометрийг гулсах контактуудыг ашиглан дискний төгсгөлд холбодог.

Ороомог хурдан эргэлтэнд оруулж, дараа нь гэнэт зогсдог. Ороомог гэнэт зогссоны дараа чөлөөт цэнэглэгдсэн хэсгүүд хэсэг хугацаанд дамжуулагчтай харьцуулахад инерцээр хөдөлж, улмаар ороомогт цахилгаан гүйдэл үүсдэг. Гүйдэл нь богино хугацаанд оршин тогтнодог, учир нь дамжуулагчийн эсэргүүцлийн улмаас цэнэглэгдсэн хэсгүүд удааширч, гүйдэл үүсгэдэг бөөмсийн дараалсан хөдөлгөөн зогсдог.

Энэ туршилтын гүйдлийн чиглэл нь сөрөг цэнэгтэй бөөмсийн хөдөлгөөнөөс үүсдэг болохыг харуулж байна. Энэ тохиолдолд шилжүүлсэн цэнэг нь гүйдэл үүсгэж буй бөөмсүүдийн цэнэгийн масстай харьцуулсан харьцаатай, өөрөөр хэлбэл |q|/m байна. Тиймээс хэлхээнд гүйдэл байгаа үед гальванометрээр дамжин өнгөрөх цэнэгийг хэмжих замаар энэ харьцааг тодорхойлох боломжтой болсон. Энэ нь 1.8 10 11 С/кг-тай тэнцэх болсон. Энэ утга нь электрон цэнэгийн массын e/m-ийн харьцаатай давхцаж байсан бөгөөд үүнийг өмнө нь бусад туршилтуудаас олж мэдсэн.

Метал дахь электронуудын хөдөлгөөн.

Метал дахь чөлөөт электронууд санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг. Дамжуулагчийг гүйдлийн эх үүсвэрт холбоход түүний дотор цахилгаан орон үүсч, электронууд нөлөөлж эхэлдэг. Кулоны хүч= q e . Энэ хүчний нөлөөн дор электронууд чиглэлтэй хөдөлж эхэлдэг, өөрөөр хэлбэл электронуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөн нь чиглэлтэй хөдөлгөөний хурдтай давхцаж, электронууд ионтой мөргөлдөх хүртэл хэсэг хугацаанд t 0 хүртэл нэмэгддэг. болор тор. Энэ тохиолдолд электронууд хөдөлгөөний чиглэлээ алдаж, дараа нь дахин чиглэлтэй хөдөлж эхэлдэг. Тиймээс электроны чиглэлтэй хөдөлгөөний хурд тэгээс зарим хооронд хэлбэлздэг хамгийн их утга, тэнцүү Үүний үр дүнд электронуудын дараалсан хөдөлгөөний дундаж хурд тэнцүү болж хувирна, өөрөөр хэлбэл дамжуулагч дахь цахилгаан талбайн хүч чадалтай пропорциональ байна: υ ~ E ба иймээс дамжуулагчийн төгсгөл дэх потенциалын зөрүү, учир нь l нь дамжуулагчийн урт юм.

Дамжуулагч дахь гүйдлийн хүч нь бөөмсийн дараалсан хөдөлгөөний хурдтай пропорциональ байна (томъёо (15.2)-ыг үзнэ үү). Тиймээс бид одоогийн хүч нь дамжуулагчийн төгсгөлийн боломжит зөрүүтэй пропорциональ байна гэж хэлж болно: I ~ U.

Энэ бол Ом хуулийн чанарын тайлбарметаллын дамжуулалтын электрон онол дээр үндэслэсэн.

Сонгодог механикийн хуулиудад үндэслэн метал дахь электронуудын хөдөлгөөний хангалттай тооны онолыг бий болгох боломжгүй юм. Баримт нь метал дахь электронуудын хөдөлгөөний нөхцөл нь ийм байдаг сонгодог механикНьютон энэ хөдөлгөөнийг тайлбарлах боломжгүй юм. Энэ баримт нь жишээлбэл, эсэргүүцлийн температураас хамааралтай болохыг баталж байна. дагуу сонгодог онолНьютоны хоёр дахь хуулийн үндсэн дээр электронуудын хөдөлгөөнийг авч үздэг металлын дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь ижил туршилттай пропорциональ байгааг харуулж байна. шугаман хамааралтемпературын эсэргүүцэл.