По виду зонной структуры твёрдые тела классифицируют на проводники, полупроводники и диэлектрики.
§ проводники — зона проводимости и валентная зона перекрываются, таким образом электрон может свободно перемещаться между ними, получив любую допустимо малую энергию. Таким образом, при приложении к твердому телу разности потенциалов, электроны смогут свободно двигаться из точки с меньшим потенциалом в точку с большим, образуя электрический ток. К проводникам относят все металлы.
§ полупроводники — зоны не перекрываются и расстояние между ними составляет менее 4эВ. Для того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости требуется энергия меньшая, чем для диэлектрика, поэтому чистые (собственные, нелегированные) полупроводники слабо пропускают ток.
§ диэлектрики — зоны не перекрываются и расстояние между ними составляет более 4эВ. Таким образом, для того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости требуется значительная энергия, поэтому диэлектрики ток практически не проводят.
§ ЗАКОН ОМА
§ Однородный участок цепи ( = 0):
§ 
§ Наблюдения показывают, что сила тока на участке цепи прямопропорциональна напряжению (I ~ U) и обратнопропорциональна сопротивлению (I ~ 1/R). Следовательно,
§ I = U/R. (10)
§ Формула (10) представляет собой закон Ома для однородного участка цепи.
§ Вольтамперная характеристика имеет вид, изображенный на графике:
§ 
§ Из формулы (10) следует, что U = I*R. Произведение I*R называют падением напряжения.
§ Замкнутая полная цепь имеет вид:
§ 
§ здесь
§ R - внешнее сопротивление (общее сопротивление устройств и соединительных проводов, включенных в электрическую цепь);
r - внутреннее сопротивление (электросопротивление источника тока).
§ Напряжение в замкнутой цепи равно электродвижущей силе источника (тема 1). Полное сопротивление цепи складывается из внешнего и внутреннего сопротивления. Поэтому "сила тока в замкнутой цепи равна отношению э.д.с. к ее полному сопротивлению":
§ I = / (R + r). (11)
§ Формула (11) представляет собой закон Ома для замкнутой цепи.
§ Из (11) следует, что = I*R + I*r. Таким образом э.д.с. равна сумме падения напряжений во внешней и внутренней цепи.
5……..Переменным называется электрический ток, меняющийся во времени по величине и направлению. Значения тока в определённый момент времени называются мгновенными. Токи, значения которых повторяются через равные промежутки времени, называются периодическими и изменяются по гармоническому закону.
Такой ток создается генераторами переменного тока, в которых электродвижущая сила возникает в результате процесса электромагнитной индукции. В цилиндрической полости, изготовленной из мягкой стали, вращается постоянный магнит, называемый ротором. Неподвижный сердечник с его обмоткой называется статором.
Благодаря простоте трансформации его напряжения почти без потерь мощности переменный ток используется для передачи и распределения электрической энергии. Широко применяются трёхфазные системы переменного тока. Генераторы и двигатели переменного тока по сравнению с машинами постоянного тока при равной мощности меньше по габаритам, проще по устройству, надёжнее и дешевле.
Переменный ток может быть преобразован в постоянный при помощи выпрямителей (для большинства устройств требуется постоянный ток). Переменный ток широко применяется в устройствах связи (радио, телевидение, проволочная телефония на дальние расстояния).
Мгновенное значение силы тока определяется по формуле:
i = Im sin (ωt + φi), где
Im - амплитуда тока,
ω - его угловая частота,
a - начальная фаза.
Синусоидальный (гармонический) ток создаётся синусоидальным напряжением той же частоты:
u = Um sin (ωt + φu), где
Um - амплитуда напряжения,
b - начальная фаза.
Действующие значения такого постоянного тока равны:
I = Im/√2 ≈ 0,707 Im,
U = Um/√2 ≈ 0,707 Um.
Из-за наличия в цепи переменного индуктивности или ёмкости между током i и напряжением u в общем случае возникает сдвиг фаз j = φu - φi, зависящий от параметров цепи (активного сопротивления, индуктивности, ёмкости) и угловой частоты ω. В цепи, не содержащей ни индуктивности, ни ёмкости, ток совпадает по фазе с напряжением.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 19 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |