Затруднения классической электронной теории электропроводности металлов
Классическая теория смогла объяснить полученные ранее экспериментально законы Ома и Джоуля – Ленца, но есть и существенные затруднения. Основными являются следующие: 1. Теоретическое значение проводимости изменяется с температурой , экспериментальная же зависимость . 2. Классическая теория не в состоянии объяснить такое явление как сверхпроводимость. Имеются и другие затруднения и в этом недостаточность классической теории. Современная квантовая теория электропроводимости металлов показывает, что все трудности классической теории связаны с тем, что представление об электронах как идеальном газе является грубым приближением. На самом деле электроны внутри металла не являются такими свободными, как это следует из классической теории. В современной квантовой теории показывается, что электроны внутри металла, как и электроны в атоме не могут иметь любую энергию, а лишь вполне дискретные значения энергии – энергия электронов квантуется.
Законы Кирхгофа
Заметим, что узел – это точка, где сходятся три и более тока. Например, для рис. 20.3 первый закон запишется так: . 2. Второй закон Кирхгофа (он относится к любому выделенному в цепи замкнутому контуру): Алгебраическая сумма произведений сил токов в отдельных участках произвольного замкнутого контура на их сопротивления (сумма падений напряжений) равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре.
Применение этих законов рассмотрим на следующем примере. Дана электрическая цепь (рис. 20.4)
Причем падения напряжения и ЭДС берутся со знаком «+» если токи и ЭДС совпадают с направлением обхода (для контура I мы выбрали направление обхода «по часовой стрелке». Направление ЭДС указано на схеме стрелками ). Таким образом: Пусть второй контур совпадает с внешним обходом цепи и направление обхода также по часовой стрелке. Тогда 2-ой закон Кирхгофа для контура II: Итак, получили систему уравнений: Решаем эту систему линейных уравнений с помощью определителей (метод Крамера).
, , . (А); (А). Далее используя 1-ый закон Кирхгофа, найдем : (А). Отрицательные результаты означают, что на самом деле направление токов и противоположно указанным на рис. 20.4.
Вопросы для самоконтроля.
1. Что называется электрическим током и каковы условия существования тока проводимости? 2. Назовите характеристики электрического тока. 3. На каких представлениях базируется классическая электронная теория металлов? 4. Чем различаются локальная и интегральная формы законов Ома и Джоуля-Ленца? 5. Что такое сторонняя сила? Приведите примеры источников ЭДС, в которых действуют различные сторонние силы. 6. Сформулируйте обобщенный закон Ома для участка цепи с ЭДС. 7. Каков смысл ЭДС, напряжения и разности потенциалов? 8. Сформулируйте правила Кирхгофа. Как выбираются знаки в правилах Кирхгофа?елим обе части на 8.ой над зарядом ждой точке цепи на заряд, равна: 8.
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (767)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |