Kaip iš tikrųjų teka elektros srovė?

  • Dec 14, 2020
click fraud protection

Mus visus supa daugybė įvairiausių prietaisų ir ištisų jų pagrindu sukurtų sistemų, kurios vienaip ar kitaip funkcionuodamos sunaudoja elektros srovę. Buvo įvesta pati elektros srovės samprata, kad jos eigos proceso aprašymas būtų tam tikras aiškumas, kuris buvo pasiektas tikslingai formuojant tiesioginę analogiją su hidrodinamika per Skysčio tekėjimas.

Kaupiant žinias apie elektrą, buvo įrodyta, kad elektros srovės srautas pirmiausia yra elektromagnetinio lauko judėjimas palei laidžią terpę, vykstantis greičiu, ne per daug skirtingu nuo greičio Sveta. Tokiu atveju laukas juda iš taško, turinčio didesnį potencialą, taško, kurio potencialas yra mažesnis, kryptimi, t.y. pagal klasikinę schemą nuo pliuso iki minuso.

Vyksta ir pats krūvininkų judėjimas, lydintis šį procesą, tačiau pastebimai mažesniu greičiu. Tai vyksta skirtingomis medžiagomis skirtingomis kryptimis.

Krūvininkų atmainos

Yra žinoma, kad krūvininkai yra skirstomi į teigiamus ir neigiamus. Neigiamus krūvius turi elektronai ir jonai, tarp teigiamo krūvio nešėjų vyrauja jonai. Neigiami mokesčiai juda link didesnio, o teigiami - link mažesnio. Ir abiem atvejais aplinkoje atsiranda elektros srovė.

instagram viewer

Atsiranda klasikinis neaiškumas, kuris pašalinamas įprastiniu susitarimu. Postulato lygmenyje daroma prielaida, kad srovė visada teka nuo pliuso iki minuso, neatsižvelgiant į krūvio tipą.

Krūvių judėjimas metaluose

Dauguma metalų esant temperatūrai, kuri yra praktiškai svarbi elektros ir laidų ryšio technologijoms, yra kietoje būsenoje ir jose nėra jokių jonų.

Dėl to srovę kietose laidžiose medžiagose lemia laidumo elektroninis tipas, t. laisvieji elektronai (1 pav.), kurie perima krūvininkų funkcijas, srovės srauto procese jie juda priešinga srovės srauto krypčiai, 2 paveikslas.

1 paveikslas. Laisvi ir surišti elektronai metale
2 paveikslas. Srovės šaltinio poliškumas ir elektronų judėjimo kryptis metaliniame laidininke

Elektronų, esančių metaluose, elektrinis laukas lengvai atplėšia nuo jų orbitos, palei kurį jie sukasi aplink atomus, jei nėra potencialų skirtumo. Taigi, turint nereikšmingą potencialų skirtumą, susidaro daug krūvininkų, t.y. metalai turi palyginti mažą elektrinę varžą.

Krūvių judėjimas puslaidininkiuose

Puslaidininkiai laidumu kambario temperatūroje pastebimai nusileidžia metalams. Šiai grupei priklausančios medžiagos skirstomos į n tipo ir p tipo puslaidininkius. N tipo puslaidininkiuose įprastoje būsenoje yra elektronų perteklius, pereinant prie p tipo pasireiškia trūksta elektronų, tačiau likę santykinai lengvai pereina iš vienos leistinos atomų padėties į kitas. Pastarasis tolygus teigiamų krūvių judėjimui.

Puslaidininkių ypatybė yra ta, kad kylant temperatūrai jų laidumas smarkiai padidėja: dėl silpno ryšio su atomais, jam kylant, labai nesikeičia elektronų skaičius.

Taigi, krūvių judėjimo puslaidininkiuose kryptis gali sutapti su srovės srauto kryptimi (p tipo) ir būti priešinga jai (n tipo).

Krūvių judėjimas skysčiuose ir dujose

Skysčių ir dujų ypatybė yra ta, kad jonai jose yra krūvininkai. Jie gali būti teigiami (katijonai) arba neigiami (anijonai), 3 pav. Atitinkamai, kai vyrauja neigiami katijonai, jie juda „prieš srovę“, o teigiami - „išilgai srovės“.

3 paveikslas. Katijonų ir anijonų judėjimo kryptys esant potencialiam skirtumui