Студопедия — Conductors, insulators, and semiconductors
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Conductors, insulators, and semiconductors






A current flowing through a wire heats it. This familiar phenomenon occurs in the heating coils of an electric range or in the hot tungsten filament of an electric light bulb. This ohmic heating is the basis for the fuses used to protect electric circuits and prevent fires; if the current exceeds a certain value, a fuse, which is made of an alloy with a low melting point, melts and interrupts the flow of current. The power P dissipated in a resistance R through which current i flows is given by:

P=i2R

where P is in watts (one watt equals one joule per second), i is in amperes, and R is in ohms. According to Ohm’s law, the potential difference V between the two ends of the resistor is given by V = iR, and so the power P can be expressed equivalently as:

P=iV=V2/R

In certain materials, however, the power dissipation that manifests itself as heat suddenly disappears if the conductor is cooled to a very low temperature. The disappearance of all resistance is a phenomenon known as superconductivity.

As mentioned earlier, electrons acquire some average drift velocity v under the influence of an electric field in a wire. Normally the electrons, subjected to a force because of an electric field, accelerate and progressively acquire greater speed. Their velocity is, however, limited in a wire because they lose some of their acquired energy to the wire in collisions with other electrons and in collisions with atoms in the wire. The lost energy is either transferred to other electrons, which later radiate, or the wire becomes excited with tiny mechanical vibrations referred to as phonons. Both processes heat the material.

The term phonon emphasizes the relationship of these vibrations to another mechanical vibration—namely, sound. In a superconductor, a complex quantum mechanical effect prevents these small losses of energy to the medium. The effect involves interactions between electrons and also those between electrons and the rest of the material.

It can be visualized by considering the coupling of the electrons in pairs with opposite momenta. The motion of the paired electrons is such that no energy is given up to the medium in inelastic collisions or phonon excitations. One can imagine that an electron about to “collide” with and lose energy to the medium could end up instead colliding with its partner so that they exchange momentum without imparting any to the medium.

5. Проверьте усвоенную информацию ответив на следующие вопросы на английском языке:

1. What are fuses used for?

2. What phenomenon is known as the disappearance of all resistance?

3. What happens when electrons collide with other electrons and atoms under the influence of an electric field in a wire?

4. What must be the temperature of the material in order to exhibit the superconducting property?

5. How was the problem of costly liquefied helium solved?

6. Подставьте соответствующие формы глагола to be в пробелы, где требуется, и переведите предложения:

1. The electrons …… influenced by an external electric field are free to move. 2.Electrophoresis is an interesting application ……. based on the mobility of particles ……. suspended in an electrolytic solution. 3. The difference in speed can …….. utilized to separate the contents of the suspension. 4. According to Ohm’s law, the potential difference V ……. given by V = iR. 5. The electrons ……. subjected to a force. 6. The velocity …… limited. 7. The lost energy …… transferred to other electrons. 8. The wire becomes …….. excited with tiny mechanical vibrations ….. referred to as phonons. 9. It can …….. visualized by considering the coupling of the electrons. 10. This material must ……. cooled. 11. Cooling requires the use of ……. liquefied helium.

7. Раскройте скобки, подставляя правильную форму глагола в предложения:

1. Resistance to the flow of charge ……. to increase with temperature. (to tend). 2. The resistivity of semiconductors such as silicon and germanium …….. rapidly with temperature (decrease). 3. The capability of different materials to conduct electricity……….. (vary). 4. The sodium and chlorine ions in the solution ………. the charge carriers (provide). 5. The large mass of each sodium and chlorine ion ………. (increase). 6. A current ………. through a wire heats it (flow). 7. This phenomenon …….. in the hot tungsten filament of an electric light bulb (occur). 8. If the current exceeds a certain value, a fuse …………. the flow of current. (interrupt). 9. The electrons …………. speed (accelerate).

 







Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 527. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Значення творчості Г.Сковороди для розвитку української культури Важливий внесок в історію всієї духовної культури українського народу та її барокової літературно-філософської традиції зробив, зокрема, Григорій Савич Сковорода (1722—1794 pp...

Постинъекционные осложнения, оказать необходимую помощь пациенту I.ОСЛОЖНЕНИЕ: Инфильтрат (уплотнение). II.ПРИЗНАКИ ОСЛОЖНЕНИЯ: Уплотнение...

Приготовление дезинфицирующего рабочего раствора хлорамина Задача: рассчитать необходимое количество порошка хлорамина для приготовления 5-ти литров 3% раствора...

Принципы резекции желудка по типу Бильрот 1, Бильрот 2; операция Гофмейстера-Финстерера. Гастрэктомия Резекция желудка – удаление части желудка: а) дистальная – удаляют 2/3 желудка б) проксимальная – удаляют 95% желудка. Показания...

Ваготомия. Дренирующие операции Ваготомия – денервация зон желудка, секретирующих соляную кислоту, путем пересечения блуждающих нервов или их ветвей...

Билиодигестивные анастомозы Показания для наложения билиодигестивных анастомозов: 1. нарушения проходимости терминального отдела холедоха при доброкачественной патологии (стенозы и стриктуры холедоха) 2. опухоли большого дуоденального сосочка...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия