1 of 15

�Електрична провідність матеріалів: �провідники, напівпровідники та діелектрики. �Струм у металах.�

фізика

Тема уроку:

Електричний струм у металах. Залежність питомого опору від температури. Надпровідність.

2 of 15

Електричний струм

Електричний струм – упорядкований

( направлений ) рух заряджених частинок

3 of 15

Умови існування �електричного струму

Наявність вільних

рухомих заряджених частинок

Наявність електричного поля

Наявність джерела струму

4 of 15

За здатністю проводити електричні заряди всі речовини умовно поділяються на:

Провідники (метали, ґрунт, розчини солей і кислот і т. д.)

Непровідники, або діелектрики (порцеляна, ебоніт, скло, гази, пластмаси й т. д.).

Напівпровідники - речовини, провідність яких залежить від зовнішніх умов (температури, освітленості, наявності домішок).

5 of 15

Чому діелектрики практично не проводять струм

6 of 15

---

Провідники

Діелектрики

Вільні електрони

Зв’язані електрони

7 of 15

На поверхні ізоляторів при електризації нагромаджуються носії електричного заряду але вони залишаються нерухомими.
В провідниках носії електричного заряду нагромаджуються і переміщуються.

8 of 15

Як відомо, метали, вода з розчиненими в ній солями, графіт є гарними провідниками.

Тіло людини також проводить електрику. Це можна виявити шляхом досліду: доторкнемося до зарядженої кульки рукою — кулька відразу ж розрядиться.

9 of 15

Чи може метал бути ізолятором?
Може! Німецькі фізики вивчили електричні властивості Індію. Для дослідження вони брали все менші й менші часточки металу. Виявилося, що коли розмір часточки став дорівнювати 1/10 мікрометра, метал став ізолятором. У такій малій кількості металу електронам «ніде розвернутися», вони втрачають рухливість. Це відкриття вказує на межу створення мікросхем.
Чи може пластмаса проводити струм?
Може! Якщо в процесі виготовлення пластмаси в неї додати йод. Існують пластмаси, які проводять струм не гірше за мідь.
Чи може скло проводити струм?
Може, якщо нагріти його в полум'ї! У нагрітому стані скляний «дріт» здатен живити електричну лампочку.

10 of 15

Електронна теорія провідності

Атоми в металі розташовуються в певному порядку і утворюють просторову кристалічну решітку.

Електрони, які найслабше зв'язані з ядрами атомів, відриваються від них і рухаються в проміжках між атомами.

11 of 15

Атоми металів,що віддали електрони, стають позитивно зарядженими іонами. Останні притягують до себе електрони, що вільно рухаються.

Отже, всередині шматка металу постійно циркулює “електронний газ” , який міцно зв’язує між собою всі атоми металу

Висновок: основними носіями електричного струму в металах є вільні електрони

12 of 15

З'ясуємо, чому виникає електричний опір у металах

Під час руху електрони зіштовхуються з іонами кристалічних решіток.

Ці зіткнення гальмують спрямований рух електронів.

Під час зіткнення електрони передають іонам енергію, накопичену в електричному полі, що призводить до нагрівання провідника.

13 of 15

Надпровідність

Під час охолодження ртуті рідким гелієм до температури 4,1 К (близько -269 °С) її опір падав до нуля. Це явище одержало назву надпровідності.

Властивість надпровідності виявлена в багатьох металів (свинець, алюміній та ін.).

Їхній опір перетворюється на нуль за температури 100 К.

Явище надпровідності широко використовується в науці й техніці. Наприклад, надпровідні матеріали застосовують для одержання сильних магнітних полів.