Қабылдаған: Алихайдарова Э. Ж 2017 Зертханалық жұмыс №39

Қарағанды Мемлекеттік Техникалық университеті

Зертханалық жұмыс №39

Тақырыбы:Уитсон көпірінің көмегімен кедергіні өлшеу.


Орындаған:БТ- 17-2 тобының

студенті Шарапат А.Ж

Электр тоғы уақытымен өзгермесе, тұрақты тоқ деп аталады, ал уақытымен өзгерсе, айнымалы тоқ болады. Тұрақты тоқ мағынасы, электр немесе заряд санымен анықталады, 1с өткізгіштің көлденең кесігінен өтетін:

Мұндағы q- өткізгіштің көлденең қимасы арқылы t уақыт ішінде өтетін электр заряды. Тоқ күші ампермен өлшенеді. Электр тоғы өзі өткен бет бойынша біркелкі таралмауы да мүмкін. Электр тоғы сан жағынан тоқ тығыздығы деген шамамен сипатталады. Сонымен тоқ тығыздығы деп өткізгіштің бірлік көлде- нең қимасынан өтетін тоқ күшін айтамыз:

Ал өткізгіштегі тоқ тығыздығы

Егер тоқ кез келген S тұйық контур арқылы өтсе, онда оны векторлық ағын ретінде қарастырамыз, сонда:



Тоқтың жүру шарты. Дене ішінде электр өрісі болғандықтан тоқ жүреді.
2.Өткізгіштің кедергісі:

1827 жылы неміс ғалымы Ом (1787-1854) көптеген тәжірбиелердің нәтижесінде мынадай қорытынды шығарды: тұрақты температурада (Т=const) өткізгіштің ұштарындағы кернеудің ток шамасына қатынасы әр уақытта тұрақты болады: U/I=R, мұндағы R шамасы өткізгіштің кедергісі деп аталады.Өткізгіштің кедергісі оның пішініне және мөлшеріне, сол сияқты табиғаы мен температурасына тәуелді. Осы формула арқылы кедергінің өлшем бірлігін тағайындауға болады. Кедергінің бірлігі үшін кернеуі 1В өткізгіштегі ток 1А болатын өткізгіштің кедергісі алынады. Оны Ом деп атайды. 1Ом = 1B/1A

Бұл Ом заңының формуласы болап табылады. Сонымен ток шамасы өткізгіштің ұштарындағы кернеуге тура пропорционал да, кедергісіне кері пропорционал екен. Өткізгіштің кедергісіне кері шама өткізгіштік деп аталады: =f(U)

Кедергінің кері шамасы,яғни өткізгіштік симеспен (См)өлшенеді.

3. Металдардың электр өткізгіштік классикалық электрондық теориясы

Металдардағы электр тогы дегеніміз – еркін электрондардың бірыңғай, реттелген қозғалысы, яғни кристалл торындағы иондармен байланыспаған электрондардың қозғалысы.

металдағы электр өткізгіштіктің классикалық электрондық теориясы былай болады.

- электр кедергісі.-өткізгіш ұзындығы, S-өткізгіштің келденен қимасы.

Металдар электр өткiзгiштiгiнiң классикалық электрондық теориясының негiзiнде келесi ұйғарымдар жатады:

1) металдағы еркiн электрондар өздерiн идеал газ молекулары төрiздi ұстайды; “электрондық газ" идеал газ заңдарына бағынады;

2) ретсiз қозғалыс кезiнде еркiн электрондар өзара соқтығыспайды ( идеал газ молекулалары төрiздi), олар кристалдық торлардың иондарымен соқтығысады;

3) электрондар иондармен соқтығысқанда өздерiнiң кинетикалық энергиясын толығымен бередi.

Металдағы электрондардың реттелген қозғалысының орташа жылдамдығы  өткiзгiштiң берiлген нүктесiндегi элекр өрiсiнiң кернеулiгiне пропорционал болады:

мұндағы е- электрон заряды, m- оның массасы,  - тектелес екi соқтығудың арасындағы орташа уақыт (электронның еркiн жолының орташа уақыты).

Егер өткізгіш құрамы бойынша біртекті болмаса, онда өткізгіштің әр бөлігіндегі токты сипаттау үшін Ом заңының дифференциалдық формасы қолданылады.

5.8 Сурет

Металдағы токты еркiн электрондар туғызады. Олардың концентрациясы үлкен болады және металл атомдарының концентрациясымен бiр реттi болады. Металдар электр өткiзгiштiгiнiң классикалық электрондық теориясының негiзiнде келесi ұйғарымдар жатады:

1) металдағы еркiн электрондар өздерiн идеал газ молекулары төрiздi ұстайды; “электрондық газ" идеал газ заңдарына бағынады;

2) ретсiз қозғалыс кезiнде еркiн электрондар өзара соқтығыспайды ( идеал газ молекулалары төрiздi), олар кристалдық торлардың иондарымен соқтығысады;

3) электрондар иондармен соқтығысқанда өздерiнiң кинетикалық энергиясын толығымен бередi.

Металдағы электрондардың реттелген қозғалысының орташа жылдамдығы  өткiзгiштiң берiлген нүктесiндегi элекр өрiсiнiң кернеулiгiне пропорционал болады:

Ферми газ - еркін фермиондардың жиынтығы

Кристалдық тор-кристал заттардағы атомдардың иондардың,молекулалардың белгілі бір ретпен тығыз орналасуы.Кристалдық тор бір біріне тығыз ораналасқан параллепипедтерден немесе статистикалық тұрғыдан тұрақсыз болады,атомдар мен иондар өзінің тепе теңдік қалпынан белгілі бір амплитудада тербеліп тұрады.

Фонон-дыбыс толқындары энергиясының кванты.Заттың қасиеттерінің корпукулалық-толқындық екі жақтылығына сәйкес,кристаладағы серпімді толқындармен знергиясы болатын фонондар қатар қарастырылады.

Бозе-Эйнштейн тарауы спині нөл не бүтін сан болатын бөлшектер жүйесінде қолданылатын кванттық статистика.Мұны жарық кванты үшін 1924ж үнді физигі Ш.Бозе ұсынған.Өте сиретілген газдар үшін статистикасы Больцман статистикасына ауысады.Фермиондардан тұратын жүйені зерттейтін кванттық тарауды Ферми Дирак статистикасы деп атайды.

Ферми деңгейі жартылай бүтін саны бар бөлшектер жүйесінің абсолют нөл температурада бос және толтырылған энергетикалық деңгейлерін бөліп тұратын энергияның мәні.

Энергия деңгейі-знергетикық деңгейлер-кванттық жүйенің стационар күйдегі энергиясының мүмкін мәндері.Ж үйенің мүмкін болатын ең аз энергиясына сәйкес келетін төменгі деңгейі Е₀ негізгі деңгей,ал қалғаны барлық энергия деңгейлері қозған энергия деңгейлері деп аталады.

Дебай температурасы берілген қатты денедегі тербеліс модаларының қозуы жүретін температура.

h-Планк тұрақтысы:6,63