Электропроводность материалов

1. Определите понятие «электропроводность» и назовите величины, определяющие её численно.

Электропроводность – это способность вещества проводить электрический ток, обусловленная наличием свободных зарядов в веществе. Для численного определения этой способности вводятся величины «удельное электрическое сопротивление», ρ и «удельная электрическая проводимость», γ.

.

1. Назовите два основных параметра, определяющих электропроводность вещества.

Значение удельной электрической проводимости вещества – γ [ См/м]определяется как произведение суммарного заряда свободных носителей в единице объема nq [Кл/м³] и подвижности этих зарядов – u [м²/с×В]:

;

n – концентрация свободных зарядов, [1/м³], q – заряд носителя, [Кл].

1. Что такое «подвижность носителей заряда»?

Подвижностью носителей заряда, u называется величина, численно равная средней скорости движения зарядов в веществе v, [м/с], при напряженности поля E = 1 В/м.

, [м²/Вс].

1. Какие Вам известны типы электропроводности?

Названия типов электропроводности определяются названиями свободных носителей зарядов:

- электронная ( дырочная),

- ионная,

- молионная.

Молионная электропроводность иногда называется катафоретической или электроосмотической – по названию явлений (электрофорез, электроосмос), связанных с движением молионов в электрическом поле.

1. Что такое «молион»?

Молион – это заряженная микроскопическая частица твердого вещества в жидкой среде. Заряд молиона обусловлен избирательной адсорбцией поверхностью частицы из раствора ионов одного знака. В водной среде частицы обычно заряжаются отрицательно.

1. Сравните размеры носителей заряда при разных типах электропроводности.

По мере возрастания размера, заряженные частицы располагаются следующим образом:

Электрон <ион<молион.

Соответственно снижается их подвижность.

1. Что такое «удельное электрическое сопротивление»?

Удельное электрическое сопротивление, ρ – это параметр вещества, численно равный измеренному в плоско-параллельном поле сопротивлению образца длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 м².

1. В каких единицах измеряются удельное электрическое сопротивление и удельная электрическая проводимость?

Удельное электрическое сопротивление измеряется в [ ] или в [ Ом×м ].

Удельная электрическая проводимость измеряется в [ См/м ].

1. На какие классы подразделяются материалы по значению удельного электрического сопротивления?

Проводники…………………………………………..ρ = 10^-8…10^-6 Ом×м;

Слабопроводящие материалы (полупроводники)…ρ = 10^-6…10⁺⁷ Ом×м;

Диэлектрики (изоляционные материалы)………….ρ = 10⁺⁶…10²⁰ Ом×м.