במאמר זה נשקול שזהו מנצח. כאן ייגעו בשאלות של הגדרתו, תכונותיו ותכונותיו. נתעכב גם על מושג הפוטנציאל של מנצח. החפץ הנחקר הוא גילוי והישג חשוב של המדע, המאפשר לאדם בשלב ההתפתחות הנוכחי להפחית את עלות צריכת המשאבים החשובים והבלתי נדלים של כדור הארץ.
מבוא
מוליך הוא בעיקרו חומר, כמו גם תווך או חומר מסוים, המוליכים זרם חשמלי עם חסימה קטנה או ללא חסימה. מוליכים מכילים מספר רב של נושאי מטען הנעים בחופשיות (חלקיקים בעלי מטען), המסוגלים לנוע בחופשיות בתוך המוליכים. נושאים אלו מושפעים ממוליך הקרוב לעצם המתח החשמלי ויוצרים זרם הולכה.
יש מושג של מנצח הומוגנית. זה אוסף של מאפיינים זהיםבכל נקודה. דוגמה לכך היא reochord - מכשיר למדידת דואר אלקטרוני. התנגדות בשיטת Wheatstone Bridge.
בשל נוכחותם של מספר רב של נושאי מטען חופשיים ודרגה גבוהה של ניידותם, ערך הכמות הספציפית הקובעת את המוליכות החשמלית מגיע לערכים גדולים. מנקודת המבט של המדע האלקטרודינמי, מוליך הוא מדיום עם ערך עצום של טנגנס, המציין את זווית ההפסד הדיאלקטרי. התחשבות מתרחשת תמיד דרך קביעת תדר ברור. מוליך אידיאלי במקרה זה הוא חומר בעל ערך tgδ בגודל גדול לאין שיעור. כל שאר הסוגים של מבנים כאלה נקראים אמיתיים, או הפסדיים.
חלק ממעגל חשמלי
מוליך הוא חלק ממעגל חשמלי (חוט חיבור, אפיק מתכת וכו').
אחד המבנים המוליכים הנפוצים ביותר מהסוג המוצק הם חומרים של מתכות, מתכות למחצה ופחמנים (גרפיט ופחם). דוגמאות לנוזלים מוליכים כוללות כספית, תמיסות אלקטרוליטיות והמסות מתכות. מבין הגזים המסוגלים להוליך זרם, הנציג הבולט ביותר הוא גז בצורה מיומנת (פלזמה). חומרים מסוימים, לעתים קרובות יותר מוליכים למחצה, יכולים לשנות את תכונות המוליכות שלהם אם התנאים החיצוניים סביבם משתנים, כגון העלאת הטמפרטורה או שימוש בסמים.
מוליכים חשמליים הם חומרים וחומרים אשר בהתאם לצורת התנועהחלקיקים מחולקים לסוג הראשון והשני. במקרה הראשון, תכונת המוליכות נקבעת על ידי תנועה אלקטרונית, ובשני, על ידי תנועה יונית.
שוטף במנצח
מתחת לזרם החשמלי פירושה תנועה של חלקיקים עם מטען, בצורה מסודרת. ניתן להפיק זרם במגוון סביבות. תנאי מוקדם הוא נוכחותם של נושאי מטען ניידים שיכולים לנוע בהשפעת שדה שמופעל מבחוץ.
Current הוא ערך סקלרי שיכול לקחת שני ערכים: חיובי ושלילי. זה תלוי בכיוון השרירותי שלאורכו נעים החלקיקים. יחידת הזרם היא אמפר (A).
חוזק הזרם במוליך הוא כמות שניתן לקבוע לפי כיוון היסודות הטעונים חיובית היוצרים את הזרם. במקרה שבו הזרם נובע מחלקיקים בעלי מטען של "-", הוא מקבל כיוון מנוגד למהלך המהירות האמיתית של החלקיקים.
חוזק הזרם נקבע על ידי ניתוח היחס Dq (כמות המטען) שהועבר דרך חתך המוליך, ליחידת זמן Dt, לערך הממד של המרווח עצמו:
I=Delta q/ Dela t.
המושג של סחף
המחוון המציין את עוצמת הזרם קשור קשר הדוק לתופעת סחף המטען. חלקיקים. נניח שיש לנו מוליך, שבחתך החתך (S) שלו, יש מספר מסוים של נושאי מטען בנפח מסוים המתאים למספר - n. טען את כל הספקיםמתאים לערך q0. אם אתה מיישם חשמל חיצוני. שדה (E), ואז הנשאים ירכשו מהירות ממוצעת v (אינדיקטור למהירות הסחיפה), המכוונת לשדה הנגדי. אם נניח שלסחיפה יש מהירות קבועה (הזרם נע באותו קצב ובאותה העוצמה), נוכל לחשב את עוצמת הקשר בין הסחיפה לתנועת החלקיקים:
∆q=q0nv∆ts, מה שמרמז ש-I=q0nvS
המטען הכולל בנפח הכולל של הגליל עם הערך של המחולל Dl=vDt is.
תופעת התנגדות
ההתנגדות החשמלית של מוליך היא ערך המאפיין את תכונותיו שיכולות למנוע את זרימת הזרם, והיא גם שווה ליחס בין המתח בקטעי הקצה של החוט לעוצמת הזרם זה עבר.
מושג העכבה ותופעת צורת גל ההתנגדות מתארים את התגובה של מעגל זרם עם ערכים משתנים, כמו גם שדות אלקטרומגנטיים. במקרה זה, המושג נגד פירושו רכיב רדיו, שמטרתו להכניס התנגדות אקטיבית לחשמל. שרשרת.
ההתנגדות של מוליך היא ערך שמסומן לרוב באות R (קטנה או גדולה). בגבולות מסוימים, הוא קבוע ומחושב לפי הנוסחה:
R=U/I, כאשר R הוא כמות ההתנגדות, I מציין את עוצמת הזרם הזורם בין הקצוות השונים של המוליך בהשפעת הפרש הפוטנציאלים (A), ו-U הוא המדרגההבדל חשמלי. פוטנציאלים הממוקמים בצדדים מנוגדים שלו.
היבט פיזי של התופעה
זרם חשמלי במוליך הוא תנועה מסודרת של חלקיקים בעלי מטען מסוים. למתכות יש מוליכות חשמלית גבוהה, אשר נובעת מנוכחותם של מספר עצום של נשאי אלקטרונים. זרם (אלקטרוני הולכה), הנוצרים מסדרת הערכיות של אלקטרונים של מתכות. האחרון לא צריך להיות שייך לסוג מסוים של אטומים.
האלקטרונים שנעים עקב פעולת השדה מתחילים להתפזר על חוסר ההומוגניות של הסריגים היוניים. האלקטרון עצמו במקרה זה מאבד את המומנטום שלו, והאנרגיה האחראית על התנועה מומרת לאנרגיה הפנימית של הסריג בעל אופי גבישי. זה גורם לחימום המוליך עקב מעבר דוא ל. זרם דרכו. חשוב לזכור שלא תמיד מכבדים את המשמעות של קשר ליניארי, שמתבטא בחוק אוהם. גודל ההתנגדות נקבע גם על ידי תכונות הגיאומטריה שלה והמאפיינים של האימייל הספציפי. עמידות של החומר שממנו הוא נוצר.
קטע של המנצח
חתך הרוחב של מוליך הוא מאפיין הקשור קשר הדוק לתופעת ההתנגדות שלו. העובדה היא שנושא המטען במתכת הוא אלקטרון חופשי. בהיותם בצורת תנועה כאוטית, הם כמו מולקולות גז. מסיבה זו, הפיזיקה הקלאסית מגדירה אלקטרונים במתכת כגז אלקטרונים. ישים כאןהוראות חוקיות לגזים אידיאליים.
אינדיקטור של הצפיפות של el. הגז והמבנה של סריג הגביש נובעים מסוג המתכת. מסיבה זו, ההתנגדות תלויה בסוג החומר עצמו שממנו נוצר המוליך. אורכו, הטמפרטורה ושטח החתך שלו נלקחים גם בחשבון. השפעתו של האחרון יכולה להיות מוסברת בשל העובדה שירידה בחתך הרוחב של זרימת האלקטרונים בתוך המוליך, עם אותו ערך של חוזק הזרם, מובילה לדחיסה של הזרימה. זה גורם לעלייה באינטראקציה בין האלקטרון לחלקיק של החומר המוליך.
פוטנציאל
הפוטנציאל החשמלי של מוליך הוא מאפיין מיוחד של מוליך, המוצג כפרמטר אנרגיה סקלארי של אנרגיה פוטנציאלית, אשר "מלא" בגרסת יחידה טעונה חיובית של מטען הבדיקה, שהוצב ב- נקודה ספציפית במגרש. כדי למדוד ערך זה, נעשה שימוש במערכת היחידות הבינלאומית (SI), כלומר וולט (1V=1J / C). הפוטנציאל החשמלי שווה ליחס בין גודל האנרגיה הפוטנציאלית, המציין את האינטראקציה של המטען והשדה, לממד המטען עצמו.
