Электрический ток в металлах Краснова

1. Электрический ток в металлах

Выполнила: ученица 11А класса
Краснова Софья

2. Электрический ток в металлах

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ
Электроны в металлах: свобода движения
Металлы обладают уникальной структурой, где атомы отдают свои
внешние электроны, формируя так называемое «электронное
облако». Эти свободные электроны не привязаны к конкретным
атомам и могут свободно перемещаться по всему объему
проводника. Это ключевое свойство делает металлы отличными
проводниками электричества

3. Электрический ток в металлах

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ
Механизмы проводимости: от хаоса к
направленному движению
Хаотичное
движение
Приложение
поля
Направленный
дрейф
• В отсутствии внешнего электрического поля свободные электроны
движутся беспорядочно, сталкиваясь с ионами кристаллической
решетки и другими электронами
• При подаче электрического напряжения возникает электрическое
поле, которое начинает действовать на свободные электроны
• Под действием поля электроны приобретают слабое направленное
движение, накладывающееся на их хаотические тепловые
колебания. Этот упорядоченный дрейф и есть электрический ток

4. Электрический ток в металлах

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ
Сопротивление проводников: что мешает
току?
Столкновения: Электроны, двигаясь по проводнику,
постоянно сталкиваются с ионами кристаллической
решетки и дефектами, замедляя их движение
Материал: Разные металлы имеют разную структуру и
концентрацию свободных электронов, что влияет на их
сопротивление (например медь имеет низкое
сопротивление)
Геометрия: Более длинные и тонкие проводники имеют
большее сопротивление, так как электронам приходится
преодолевать большой путь и проходить через меньшее
сечение

5. Электрический ток в металлах

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ
Влияние температуры и
сверхпроводимость
Повышение
температуры
• С увеличением температуры атомы решетки начинают
сильнее колебаться, увеличивая количество столкновений
с электронами и, следовательно, сопротивление
Понижение
температуры
• При понижении температуры колебания атомов
ослабевают, уменьшая сопротивление проводника
Сверхпроводимость
• При критических низких температурах у некоторых
материалов сопротивление полностью исчезает, открывая
уникальные возможности для передачи энергии без потерь

6. Электрический ток в металлах

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ
Применение знаний: от микросхем до
энергетических сетей
Понимание принципов протекания тока в металлах
имеет решающее значение для разработки и
функционирования всех современных технологий, от
наноэлектроники до глобальных энергетических систем.
Это знание позволяет инженерам создавать более
эффективные, надежные и компактные устройства

7. Спасибо за внимание!