SJEC Lectures: Engineering Physics - Electrical Conductivity in Metal 1

St Joseph Engineering College
16 Apr 202009:51

Summary

TLDRВ этом видео лекции рассматривается электрическая проводимость металлов с акцентом на классическую теорию свободных электронов, также известную как теорию Дрюде-Лоренца. Объясняется, как свободные электроны в металлах движутся в ответ на внешнее электрическое поле, создавая электрический ток. В видео приводится пример меди, в которой один валентный электрон отвечает за проводимость. Также раскрыты основные факторы, влияющие на дрейф электронов, такие как сила электрического поля и время релаксации. Теория объясняет основные принципы проводимости, но имеет ограничения, которые будут рассмотрены в следующих уроках.

Takeaways

  • 😀 Электрическая проводимость материалов делится на три категории: проводники, изоляторы и полупроводники.
  • 😀 Проводники, такие как медь, серебро и золото, позволяют зарядам проходить через них.
  • 😀 Изоляторы, например дерево, пластик и бумага, не пропускают заряды.
  • 😀 Полупроводники проводят ток в зависимости от температуры.
  • 😀 Теория свободных электронов (Дрюда) объясняет проводимость в металлах через движение свободных электронов.
  • 😀 В металле каждый атом имеет один свободный (валентный) электрон, который отвечает за проводимость.
  • 😀 В теории Дрюда проводимость зависит от того, как свободные электроны перемещаются от атома к атому.
  • 😀 Когда к проводнику прикладывается внешнее электрическое поле, электроны начинают двигаться в противоположную сторону поля.
  • 😀 Скорость дрейфа электронов пропорциональна величине приложенного электрического поля и времени релаксации.
  • 😀 Проводимость материала зависит от числа электронов на единицу объема, площади поперечного сечения проводника и времени релаксации.
  • 😀 Теория Дрюда не объясняет некоторые явления, связанные с проводимостью, и имеет ограничения, которые будут рассмотрены в следующих лекциях.

Q & A

  • Что такое проводимость в металлах?

    -Проводимость в металлах — это способность материала проводить электрический ток, что зависит от наличия свободных электронов, которые могут перемещаться от одного атома к другому.

  • Какие категории материалов существуют в контексте проводимости?

    -Материалы можно разделить на три категории: проводники (например, медь, серебро), изоляторы (например, дерево, пластик) и полупроводники, которые проводят ток в зависимости от температуры.

  • Что объясняет классическая теория свободных электронов?

    -Классическая теория свободных электронов объясняет проводимость в металлах, предполагая, что свободные электроны могут двигаться от одного атома к другому, создавая электрический ток.

  • Что такое валентный электрон в контексте меди?

    -Валентный электрон — это свободный электрон, который находится в наружной оболочке атома меди и участвует в проводимости. В меди это один электрон.

  • Какая роль свободных электронов в проводимости металлов?

    -Свободные электроны отвечают за проводимость металлов, поскольку они могут перемещаться от одного атома к другому при наличии внешнего электрического поля.

  • Как теория Друде объясняет проводимость?

    -Теория Друде объясняет проводимость тем, что при взаимодействии атомов в металле их энергетические уровни перекрываются, что позволяет свободным электронам перемещаться и создавать электрический ток.

  • Почему в отсутствие внешнего электрического поля в проводнике нет тока?

    -В отсутствие внешнего электрического поля электроны движутся случайным образом, и их движения компенсируются, в результате чего нет чистого тока.

  • Как электрическое поле влияет на движение электронов в проводнике?

    -Когда на проводник воздействует электрическое поле, оно создает разницу потенциалов, что заставляет электроны двигаться в направлении, противоположном направлению поля, создавая электрический ток.

  • Что такое скорость дрейфа электронов?

    -Скорость дрейфа электронов — это средняя скорость, с которой свободные электроны движутся в проводнике под воздействием электрического поля.

  • Какие факторы влияют на проводимость металлов согласно теории Друде?

    -Проводимость металлов в теории Друде зависит от числа свободных электронов, их скорости дрейфа, времени расслабления (время между столкновениями) и массы электронов.

Outlines

plate

Esta sección está disponible solo para usuarios con suscripción. Por favor, mejora tu plan para acceder a esta parte.

Mejorar ahora

Mindmap

plate

Esta sección está disponible solo para usuarios con suscripción. Por favor, mejora tu plan para acceder a esta parte.

Mejorar ahora

Keywords

plate

Esta sección está disponible solo para usuarios con suscripción. Por favor, mejora tu plan para acceder a esta parte.

Mejorar ahora

Highlights

plate

Esta sección está disponible solo para usuarios con suscripción. Por favor, mejora tu plan para acceder a esta parte.

Mejorar ahora

Transcripts

plate

Esta sección está disponible solo para usuarios con suscripción. Por favor, mejora tu plan para acceder a esta parte.

Mejorar ahora
Rate This

5.0 / 5 (0 votes)

Etiquetas Relacionadas
Электрическая проводимостьДруде теорияМеталлыСвободные электроныПроводникиФизика материаловЭлектрическое полеТеория проводимостиЭлектрическое сопротивлениеУроки физики
¿Necesitas un resumen en inglés?