25. Металдардың өткізгіштігінің классикалық теориясы. Оның жетістіктері және кемшіліктері
жүктеу/скачать 42,58 Kb.
|
25-28
| Джоуль-Ленц заңы
Электрон еркiн жүрiсiнiң соңында электр өрiсiнiң әсерiнен максималь жылдамдыққа ие болып, оның кинетикалық энергиясының мәні: (9.7) Электрон тор түйiнiмен соқтығысқанда, бұл энергияны толығынан түйiнге бередi. Уақыт бiрлiгiнде орташа есеппен электрон рет соқтығысады, әр соқтығысқанда ионға энергиясы берiледi. Уақыт бiрлiгiнде өткiзгiштiң көлем бiрлiгiне берiлетiн толық W энергия -дi электрон концентрациясына көбейткенге тең, яғни: . (9.8) (9.9) Электрондардың реттелген қозғалысының энергиясы иондардың iшкi энергиясына ауысады. Сондықтан ток өткен кезде өткiзгiш қызады. Осыған байланысты W-ны жылу қуаттылығының тығыздығы деп атайды. (9.9) өрнектi басқа өрнекпен сәйкестендiрсек: (9.10) болады, бұл теңдеу меншiктi электр өткiзгiштiгi екендігін көрсетеді. Сондықтан (9.9) өрнектi мына түрде жазуға болады: . (9.11) Бұл өрнек дифференциал түрдегi Джоуль-Ленц заңы деп аталады. Одан жылу қуаттылығының тығыздығы W, яғни уақыт бiрлiгiнде өткiзгiштiң көлем бiрлiгiнен жылу түрiнде шыққан энергия электр өрiсiнiң кернеулiгiнiң квадратына пропорционал деген қорытынды шығады. Өткiзгiштiң көлемiн деп алып (9.1-сурет), сонымен бiрге (9.4) өрнекті және екенiн ескерiп, өткiзгiштiң берiлген бөлiгiнде t уақытта шығарылатын жылу мөлшерi мынаған тең екенiне келемiз: Немесе (9.12) Сондықтан, (9.6) өрнекте көрсетiлген Ом заңын ескерiп, (9.12) өрнектi мына түрде беруге болады: (9.13) Бұл тәжiрибе негiзiнде анықталған Джоуль-Ленц заңы. Демек, оны да бiз өткiзгiштiктiң классикалық электрондық теориясына сүйене отырып, тәжірибеде алынған нәтижемен сәйкестендірдік. Тәжiрибе түрiнде қорытындыланған Ом және Джоуль-Ленц заңдары металдардың электр өткiзгiштiк теориясының негiзгi ережелерi заңды екенiн дәлелдейдi. жүктеу/скачать 42,58 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|