Конспект урока на тему Электрический ток в металлах

Конспект урока на тему «Электрический ток в металлах»

Носители заряда (проводимость)

Металлы являются хорошими проводниками электричества благодаря наличию свободных электронов. Эти электроны не связаны с конкретными атомами и могут свободно перемещаться внутри кристаллической решетки металла.

Основные носители заряда в металле:

• Свободные электроны, которые образуют электронный газ.

Природа появления заряда

Свободные электроны в металлах возникают вследствие особенностей строения их атомов. Внешние электроны слабо связаны с ядром и легко переходят в свободное состояние, формируя облако электронов, которое способно переносить электрический заряд.

Зависимость от температуры

Проводимость металлов уменьшается с повышением температуры. Это связано с тем, что при нагревании увеличивается амплитуда колебаний атомов в кристаллической решетке, что затрудняет движение свободных электронов и увеличивает сопротивление материала.

ВАХ (вольт-амперная характеристика)

Для металлов вольт-амперная характеристика линейна, что означает прямую пропорциональность между силой тока и напряжением. Это соответствует закону Ома: I = U/R, где I — сила тока, U— напряжение, R — сопротивление.

Особенности прохождения тока

Электрический ток в металлах представляет собой направленное движение свободных электронов под действием электрического поля. Движение электронов сопровождается столкновениями с ионами кристаллической решетки, что вызывает нагрев металла.

Применение

Металлы широко используются в электротехнике и электронике благодаря их хорошей проводимости:

• Провода и кабели: передача электроэнергии на большие расстояния.
• Контакты и разъемы: обеспечение надежного соединения электрических цепей.
• Радиаторы и теплоотводы: эффективное охлаждение электронных компонентов.
• Магнитопроводы: создание магнитных полей в трансформаторах и двигателях.

Таким образом, понимание природы электрического тока в металлах позволяет эффективно использовать их свойства в различных технических устройствах и системах.

Условие задачи:

Медный провод длиной 10 метров и площадью поперечного сечения 0.5 мм² подключен к источнику постоянного напряжения 12 В. Определите силу тока в проводе, если удельное сопротивление меди составляет 1.68×10⁻⁸ Ом·м.