Питома провідність як найважливіша характеристика провідників електричного струму
Рух електричного струму в провідниках неминуче супроводжується дією певних фізичних сил, які перешкоджають цьому руху. З точки зору атомно-молекулярної теорії будови речовини в основі цього явища лежить те, що заряджені електрони під час свого пересування стикаються з атомами, з яких складається матеріал провідника.
Як показують результати численних досліджень, кількість подібних зіткнень електронів прямо пов`язане з можливістю того чи іншого матеріалу пропускати через себе електричний струм з мінімальними втратами. Відповідно, то протидія, яке надає матеріал провідника проходить через нього електричного струму, отримало у фізиці назву "Електричний опір провідника ".
Опір це знаходиться в прямій залежності від напруги і обернено пропорційно силі струму. Відповідно до міжнародної системи одиниць виміру воно позначається буквою R і вимірюється в Омах.
У той же час найчастіше при створенні тих чи інших матеріалів більшого значення набуває не те, наскільки активно чинить опір провідник проходженню через нього електричного струму, а те, наскільки він здатний проводити цей самий струм. Поняттям, зворотнім електричному опору, є питома провідність.
Питома електрична провідність, застосовувана в фізиці, характеризує загальну здатність того чи іншого тіла бути провідником електричного струму. У кількісному плані питома провідність є величина, зворотна питомому опору. Вона позначається літерою gamma- і вимірюється в величинах, рівних м / ом-мм ^ 2 або в Сіменс / метр).
У відповідності з основним законом електротехніки - законом Ома - величина питомої провідності показує взаємозалежність між щільністю струму, який виникає в тому чи іншому провіднику, і числовим значенням електричного поля, яке з`являється в тому чи іншому середовищі. Однак це положення дійсно тільки для однорідного середовища, в неоднорідному ж шарі питома провідність є не що інше, як тензор.
З металів найбільша питома провідність характерна для срібла і міді. Це пов`язано в першу чергу з особливостями будови їх кристалічних решіток, які дають можливість порівняно легко пересуватися зарядженим частинкам (електронам і іонам).
Цілком природно, що чисті метали мають більш високу провідність, ніж сплави, тому в промисловості в електротехнічних цілях прагнуть використовувати максимально чисту мідь з часткою домішок не більше 0,05%. До речі, питома провідність міді дорівнює 58,5 Сімменс / мм ^ 2, що значно вище, ніж у переважної більшості інших металів.
Крім металевих провідників, в промисловості та побуті широке застосування знайшли провідники з неметалів, найбільш поширеним з яких є вугілля. З нього, зокрема, виготовляють спеціальні щітки для електричних машин, електроди, застосовувані в прожекторах, та ін.
Температурний коефіцієнт опору Про ефект надпровідності знають, напевно, все. У всякому разі, чули про нього. Суть цього ефекту в тому, що при мінус 273 ° С опір провідника протікаючому струму пропадає. Вже одного цього прикладу достатньо для того, щоб зрозуміти, що існує його…
Потужність електричного струму. Це просто Питання про те, що таке потужність електричного струму, не найпростіший. Якщо бути вже абсолютно точним, він дуже непростою. Але це одне з основних понять як фізики, так і інших наукових дисциплін, пов'язаних з електрикою. У повсякденному житті нам…
Електрику. Потужність струму Вивчення електрики як фізичного явища починається ще зі шкільної лави. Багато педагогів, щоб спростити розуміння учнями викладеного матеріалу, вдаються до порівняння електричного струму в провіднику з рухом рідини по трубі. І хоча це порівняння є…
Магнітна індукція Ми знаємо, що провідник зі струмом, розміщений в магнітному полі, піддається впливу сили. Її напрямок залежить від напрямку силових ліній поля і напрямку струму: якщо останні відомі, то напрям сили можна визначити, скориставшись правилом лівої руки…
Електропровідність металів як вона є Нікого сьогодні не дивує, що, доторкнувшись до клавіші вимикача, ми бачимо загоревшуюся лампочку. Найчастіше ми навіть не замислюємося, що всі подібні дії засновані на цілій серії фізичних явищ. Одне їх таких вкрай цікавих явищ - електропровідність…
Напруга струму - важливе поняття електротехніки Електрика - найбільш використовуваний людиною вид енергії. Без перебільшення можна сказати, що визначення електричного струму як упорядкованого руху електронів добре відомо ще зі шкільного підручника фізики. Але от що таке напруга струму і яким…
Реактивний опір - що це? Людина вже давно застосовує для своїх потреб електричну, хімічну, атомну енергію. Для технічного опису будь-який з них є набір понять, що дозволяють характеризувати їх суть. Наприклад, такі ознаки, як потужність, напруженість, щільність та ін.,…
Опір провідника Електрика, мабуть, найбільш вивчений людством джерело енергії і, як наслідок, увійшов у наше життя так щільно, що навіть подумати про те, що його немає - вже блюзнірство. А адже колись, протягом багатьох століть, люди використовували в повсякденному…
Що означає термін 'сила струму' Без розуміння, що таке сила струму, вивчення пов'язаного з електрикою розділу фізики неможливо. Поняття про струмі є основою, на якій, наче будинок на надійному фундаменті, шикуються подальші розрахунки електроланок і наводяться нові і нові…
Діелектрична проникність повітря як фізична величина Як відомо, навколишній нас повітря являє собою комбінацію декількох газів, тому є гарним діелектриком. Зокрема, завдяки цьому у багатьох випадках вдається уникнути необхідності організації додаткових ізолюючих шарів якого-небудь матеріалу навколо…
Електричний струм в рідинах: його походження, кількісні та якісні характеристики Практично кожній людині відомо визначення електричного струму як спрямований рух заряджених частинок. Однак вся справа в тому, що походження і рух його в різних середовищах досить сильно відрізняється один від одного. Зокрема, електричний струм в…
Робота електричного струму: загальна характеристика, формула, практичне значення З курсу фізики відомо, що однією з характеристик будь-якого тіла є його здатність здійснювати роботу, так як остання представляє не що інше, як перетворення одного виду енергії в інший (наприклад, потенційної в кінетичну). При цьому слід враховувати…
Теплова потужність електричного струму і її практичне застосування Причина нагрівання провідника криється в тому, що енергія рухомих в ньому електронів (іншими словами, енергія струму) при послідовному зіткненні частинок з іонами молекулярної решітки металевого елемента перетворюється в теплий тип енергії, або Q,…