Найти тему
Наука везде

Почему всё не так с током в металлах?

Этот вопрос звучит иногда даже от грамотных людей. Давайте ещё раз посмотрим как проходит эл. ток в проводниках. Для этого вспомним, что проводимость в металлах осуществляется электронами. Эти электроны - это S электроны верхних орбит атомов металлов.

В кристалле металла ситуация такая: электроны, реально, находятся на оболочках (поверхности, на которых находятся электроны) . Физически это выглядит так: ядро имеет размеры 10^(-14) м , атом - 10^(-10) м, если сравнить площадь комнаты 6х6 м - то бусинка в 0,5 мм будет ядром а стены комнаты- оболочкой, толщина оболочки - около 5 мм.. Т.е. , собственно, сечение потока ~ в 10^7 раз меньше физического сечения проводника. Т.е., при плотности тока в 6 А/мм^2 - реальный ток будет 60 000 000 А/мм^2..

Реально, эта картинка оболочек "дышит" под действием тепловых колебаний атомов. При повышении температуры атомы (ядра) колеблются всё сильнее и постоянно пережимают часть плоскости. Поэтому, при росте температуры - плоскости оболочек все больше и чаще разрушаются - что приводит к росту сопротивления.

Теперь, плотность электронов в металлах около 10^22 эл/см:3 - т.е., при сечении 1 мм^2 и токе 6 А через сечение будет проходить 37 *10^18 эл/сек.

-2

в таком сечении будет находиться около (постоянная ме ди 3,6 А) на 1 мм ^2 -10^-6 (м^2) -около - 5* 10^13 атомов. Т.е., за одну секунду через это сечение пройдёт примерно 7*10^5 слоев электронов. т.е., примерно 1,4 *10^(-5) м - около 14 мкм.

Наука
7 млн интересуются