Témát. A "Állandó elektromos áram" problémák megoldása.
Fontolja meg az Ohm törvényének a DC áramkörökben való használatával kapcsolatos problémák megoldására szolgáló módszereket;
Mutasson példákat a Kirchhoff szabályok alkalmazására a komplex elágazó egyenáramú áramkörök kiszámításához.
A foglalkoztatás folyamata
A lecke lebonyolítása során számos kvalitatív problémát kell figyelembe venni, majd bonyolultságuk növekedésével több számított problémát megoldani.
Az egyenáram törvényeinek problémáinak megoldása során meg kell rajzolni egy elektromos áramkört, és elemeznie kell, hogy az ellenállások, áramforrások és kondenzátorok csatlakoztatva vannak. Ha az áramkör pontjai azonos potenciállal rendelkeznek, akkor egymással összekapcsolhatók.
Ezután kiszámolja az áramkör egyes szakaszainak ellenállását vagy az áramkör impedanciáját, és használja az Ohm törvényét az áramkör vagy egy zárt kör szakaszaihoz. Ha a kondenzátor be van kapcsolva az egyenáramú áramkörben, akkor nem folyik áram. Ha egy ellenállás párhuzamos a kondenzátorral, az ellenállás és a kondenzátor közötti feszültség megegyezik.
A komplex elágazó láncok számítását Kirchhoff szabályokkal végezzük. Ehhez önkényesen válassza ki az áram irányát az áramkör minden részében. Egy összetett láncot zárt áramkörökké bontanak, önkényesen választják meg az áramkör útvonalait.
A Kirchhoff szabályainak megfelelően egyenletrendszert kell kialakítani, figyelembe véve a "plusz" és "mínusz" jelek kiválasztásának szabályait.
A villamos energia átalakításával kapcsolatos problémák megoldása az energia megőrzésének és átalakításának törvényének termikus és mechanikai felhasználására.
Minőségi feladatok
1. Egy hét és fél fordulatból álló csupasz huzalköteget húzunk a deszkába beágyazott két köröm közé, amelyekhez a huzal végei csatlakoznak. Miután csatlakoztatták a készülékeket a körmökhöz, megmérték a láncok ellenállását a körmök között. Határozzuk meg, hogy hányszor változik ez az ellenállás, ha lazítja a gombolyagot, és a végeket a körmökhöz csatolja.
2. Az 5. ábrán bemutatott séma szerint öt azonos ellenállást tartalmaz. 1. Hogyan változik a jobb felső hélix fénye a K kulcs bezárásakor?
3. Lehet-e az áramok alacsonyabb potenciálról egy magasabbra áramolni?
4. A villamoshuzal megszakadt és a földön fekszik. A vezető cipőben lévő személy csak kis lépésekben járhat hozzá. Veszélyes nagy lépéseket tenni. Miért?
5. Annak érdekében, hogy a lámpát a hálózatban bekapcsolja, amelynek feszültsége nagyobb, mint a lámpa által tervezett feszültség, használhatja az 1. ábrán látható egyik diagramot. 2. A fenti rendszerek közül melyiknél nagyobb a hatékonyság, ha a lámpa normál üzemmódban világít?
6. A 2. ábrán. A 3. ábra az ellenállás mérésére szolgáló két sémát mutatja. Melyiküket előnyben kell részesíteni, ha a mért ellenállás: a) nagy; b) egy kicsit?
7. Két izzó teljes ellenállással r és R, és R\u003e r , csatlakoztasson egy elektromotoros erőforráshoz. Mindkét lámpa rendelkezik volfrámszálakkal. Melyik lámpa világít, ha sorba kapcsolva világít? Párhuzamos csatlakozással?
8. A karácsonyfa lámpás koszorúja 40 villanykörtékből áll, amelyek sorba vannak kapcsolva és a városi hálózatból működnek. Miután egy izzó kiégett, a fennmaradó 39 izzót ismét sorba kapcsolták és összekapcsolták a város aktuális hálózatával. Ebben az esetben a szoba fényesebb lesz: amikor 40 lámpa világít, vagy 39?
9. Milyen nagyobb volt a feszültségmérő (4. ábra)? Miért?
10. Az áram áthalad az enyhén felmelegedett acélhuzalon. Ha a huzal egy részét a vízbe merítéssel lehűtjük, a másik részt tovább melegítik. Miért? (A potenciálkülönbség a vezeték végében állandó marad).
11. Két azonos hosszúságú, de különböző szakaszú acélhuzal egymással párhuzamosan csatlakozik, és az elektromos térhálózatba kerül. Melyik közülük több hőt kapnak?
Példák a számítási problémák megoldására
1. feladat. Réz drótszakasz S = 1 mm 2 áramáram erõvel én = 10 mA. Keresse meg az elektronok rendezett mozgásának átlagos sebességét a vezető mentén, ha feltételezzük, hogy minden egyes réz atomhoz egy vezetési elektron van. A réz moláris tömege A = 63,6 g / mol, rézsűrűség = 8,9 g / cm3.
megoldás:
A vezetékben lévő áram megegyezik az időegységen átáramló töltéssel a vezető keresztmetszetében
ahol n - elektronkoncentráció q - egy elektron töltése, v - a megrendelt mozgás átlagos sebessége, S - a vezető keresztmetszete. Az (1) -től az alábbi kifejezést kapjuk az elektronok megrendelt mozgásának átlagos sebességéhez:
Mivel minden egyes rézatomhoz egy vezetési elektron van, a vezetési elektronok koncentrációja megegyezik a réz atomok koncentrációjával. Következésképpen a vezetőképességű elektronok koncentrációja az arányban a réz sűrűségéhez kapcsolódik
ahol m - egy atom tömege.
itt N a - Avogadro szám. A (4) -re (3) -re helyettesítve kapjuk:
Ekkor az elektronok megrendelt mozgásának sebessége:
válaszolni:
2. feladat. Az 1. ábra szerinti ábrán látható. Az 5-ös lépésben határozza meg az akkumulátoron átáramló áram erősségét az első pillanatban, miután a kulcs bezárt K; hosszú idő után. Az áramköri elemek paraméterei és a forrás belső ellenállása r tekinthető.
megoldás:
Az első pillanatban a kondenzátorok nem töltődnek, és az áramkörben lévő áram az Ohm törvénye szerint egyenlő lesz.
Állandó állapotban az áram az ellenállásokon keresztül áramlik. R És 1 R 3, és az aktuális erősség egyenlő lesz
válaszolni: 
3. feladat. Amit a mérőegység mutatja az 1. ábrán látható áramkörben. 6?
megoldás:
Keresse meg a forráson átáramló áramot. Feltételezzük, hogy az ampermérő ellenállása nagyon kicsi. Ezután az elektromos áramkört újból felrajzolhatja az 1. ábra szerint. 7. Ezután könnyű megtalálni az egész áramkör ellenállását. ellenállás R És 1 R A 3. ábra párhuzamosan van csatlakoztatva, így a görbe ellenállása A nap egyenlő lesz
Az ellenállást tartalmazó áramkör teljes ellenállása R 1 , R 2 és R A 3. egyenlő lesz
Ezután a teljes áramkör teljes ellenállását a következőképpen határozzuk meg:
A forráson átáramló áram az Ohm törvénye szerint egy teljes áramkörre egyenlő lesz
hol van az áramforrás elektromotoros ereje.
Amint az a 2. ábrából látható, A 6. ábrán látható, hogy a forráson átáramló áram megegyezik az ellenálláson átáramló áramok összegével R 1 és améter én A:
Forduljon újra rizshez. 7. Mivel R 123 = R 4, majd a ponton A jelenlegi én 0 két egyenlő részre van osztva. Ellenállás révén R A 2. lépés az aktuális erőt fogja elérni én 2 = 2A. A lényeg az jelenlegi én 2 ismét egyenletesen oszlik meg az ellenállások között R És 1 R 3 és egy ellenálláson keresztül R 1 áram lép fel erővel én 1 = 1A.
A lényeg C írhat én 0 = én 1 + én A. Innen
válaszolni:
4. feladat. Az 5. ábrán látható elektromos áramkör. 8. Az ellenállással párhuzamosan csatlakoztatott feszültségmérő ellenállás R 1 = 0,4 ohm, mutatja U 1 = 34,8 V. A feszültség az áramforrás kapcsán állandó és egyenlő U = 100 V. Ellenőrizze a feszültségmérő és az ellenállás közötti áramot az ellenálláson keresztül R 2 = 0,6 ohm.
megoldás:
Az ellenállás feszültsége R 2 egyenlő lesz U - U 1, és az ellenálláson átáramló áram Ohm törvénye szerint az áramkör homogén szakaszára,
ahol I 1 az ellenálláson át az ellenálláson átfolyó áram R 1. és én V a feszültségmérőn átáramló áram. Innen
válaszolni: 
5. feladat. Számos áramforrás van csatlakoztatva az 1. ábrán látható módon. 9. Melyek az ideális árammérő és a feszültségmérő az áramkörben? Az összekötő huzalok ellenállása elhanyagolható.
megoldás:
1. eset. Hisszük, hogy minden forrás ugyanaz, vagyis azonos elektromotoros erővel és belső ellenállással rendelkeznek r. Legyen a források száma n. Ezután Ohm törvénye szerint zárt körben kapjuk:
Ez lesz az ampermérő leolvasása. Ohm törvényéből az áramkör nem egységes részéből következik, hogy a voltmérő leolvasása lesz
2. eset. Minden forrás különböző. Ezután az ampermérő mutatja az áramot
Nyilvánvaló, hogy ebben az esetben a voltmérő leolvasása
válaszolni: akkor, ha az összes jelenlegi forrás azonos 
akkor, ha az áramforrások elektromotoros erõi különböznek 
6. feladat. Keresse meg a kondenzátor feszültségét a kondenzátorokon. C És 1 C A 2. ábrán a 2. ábrán látható A 10. ábrán látható, ha ismert, hogy rövidzárlat alatt a forráson áthaladó áram nő n időben. C 1 , C A 2. ábra ismert.
megoldás:
A kondenzátorokkal párhuzamosan csatlakoztatott ellenálláson belüli feszültség, \\ t
ahol U És 1 U 2 - az első és a második kondenzátor feszültsége. A kondenzátorok sorba vannak kapcsolva, ezért a díjak azonosak lesznek.
Az (5) és (6) egyenlet együttes megoldása:
(7)
A kondenzátorokon nem folyik áram, ezért az Ohm törvénye az adott áramkörre:
ahol r - a forrás belső ellenállása, \\ t én - a forráson és az ellenálláson átfolyó áram. A feszültségesés az ellenálláson keresztül, az Ohm törvénye szerint az áramkör homogén részéhez tartozik,
A rövidzárlatáram megfelel R = 0, azaz
A probléma feltételei szerint
Az érték helyettesítése én és én 0 az utolsó kapcsolatban:
Innen R = r(n -1). Az érték helyettesítése R a (8) -ben kapunk
Miután helyettesítettem az I-et (9), megkapjuk:
A talált érték helyettesítése U a (7) -ben:
válaszolni:
7. feladat. A lapos kondenzátor lemezei között folyékony dielektromos anyag van elhelyezve (11. ábra). h. A lemezek sorban vannak csatlakoztatva egy állandó áramforrással, melynek elektromotoros erő és ellenállása van R. Határozza meg az áramot az áramkörben. Lemezszélesség la távolság közöttük ddielektromos dielektromos állandó.
megoldás:
Minden egyes időpontban a folyadékkal részben töltött kondenzátort két kondenzátor, a levegő és a párhuzamosan összekötött kondenzátor kombinációjának tekinthetjük. A párhuzamosan csatlakoztatott kondenzátorok kapacitása megegyezik a kondenzátorok összegével. A lemezmagasság minden második részére h a dielektromos anyagból szabadul fel. Ez a kapacitásváltozáshoz vezet
(10)
Ezután a töltés a kondenzátor lemezeiből és az áramkörben áramlási áramból folyik, amelynek erőere
Mivel a feszültség a kondenzátor lemezek között nem változik, a töltésváltozás a kondenzátor lemezeken egységnyi idő alatt egyenlő lesz
(12)
Ezután a (12) -es helyettesítés után:
azaz az áram az áramkörben egyenlő lesz
(13)
A kondenzátor lemezeken található feszültség az Ohm törvényeiből teljes áramkörre nézve megtalálható.
Az érték helyettesítése U a (13) pontban az aktuális erősséghez a következő kifejezést kapjuk:
válaszolni:
8. feladat. Az 1. ábrán látható 12 1 = 2 V, 2 = 4 V, 3 = 6 V, R 1 = 4 ohm, R 2 = 6 ohm, R 3 = 8 ohm. Keresse meg az áram erősségét minden területen.
megoldás:
Használjuk Kirchhoff szabályait. Állítsa be az áramlás irányát én 1 , én 2 , én 3. Független áramkörként válasszon egy nagy hurkot, amely az 1-es és 3-as áramforrásokat tartalmazza, és egy kis hurkot tartalmaz, amely az 1-es és 2-es áramforrásokat tartalmazza. Az óramutató járásával megegyező irányban haladunk a kontúrok köré (13. ábra). Ezután elvégezheti az alábbi egyenletrendszert:
Az egyenletek egyenletrendszerének megoldása során az alábbi értékeket kapjuk:
A mínuszjel az áramot jelenti én Az 1-es áramlás a kiválasztotthoz képest ellenkező irányba áramlik.
válaszolni: 
9. feladat. Akkumulátoros elektromos erő = 16 V, belső ellenállás r = 3 ohm. Keresse meg az áramkör külső részének ellenállását, ha ismert, hogy az áramellátást enged P = 16W. Határozza meg a hatékonyságot akkumulátort.
megoldás:
Ha a külső ellenállás van R, hasznos energiát oszt meg P = I 2 R. Az áramkörben az áram erőssége megtalálható az Ohm törvényében a teljes áramkörre vonatkozóan:
Az utolsó kifejezést egy ismeretlenével négyzetes egyenletként lehet átírni R:
Ennek az egyenletnek a megoldása:
A kapott megoldási számok helyettesítésével kapunk R 1 = 1 ohm; R 2 = 9 ohm. Ezek a két ellenállási érték megfelelnek a hatékonyságnak:
válaszolni:
10. feladat. Két, azonos keresztmetszetű, egymással összekapcsolt vezetővel Sde az 1-es és 2-es (2\u003e 1) fajlagos ellenállás, az áram erővel áramlik én (14. ábra). Határozza meg a vezetők felületén előforduló felületi töltési sűrűség jelét és nagyságát.
megoldás:
Elektromos mezők Gauss-tételét használjuk. Mint önkényes zárt felület, amelyen keresztül kiszámítjuk az elektromos térerősség-vektor áramát, egy hengeres felületet választunk, amelynek oldalfelülete egybeesik a vezető felületével (15. ábra). A vezetőben levő elektromos térerősség-vektorok párhuzamosak a henger oldalfelülettel, ezért csak a hengeres felület alapjain keresztül áramlik át az intenzitás vektor áramlásához. Mivel minden vezető elektromosan semleges, csak a töltés kompenzálatlan ezen a felületen. q a vezetők felületén. Ezért a Gauss-tétel a következőképpen íródik: 
2. Az elektromotoros erőkkel párhuzamosan összekapcsolt két azonos elemből álló akkumulátort = 2 V zár egy ellenállás, amelynek ellenállása R = 1,4 ohm (16. ábra). Az elemek belső ellenállása r 1 = 1 ohm és r 2 = 1,5 ohm. Keresse meg az áramlatokat én 1 , én 2 , énáramlik az áramkörben.
válaszolni:
3. Két fogyasztó, akinek ellenállása van R És 1 R A 2. ábrán az egyenáramú hálózatot először párhuzamosan csatlakoztatják, és a második sorozatot. Ebben az esetben a hálózatból felhasznált energia több lesz?
válaszolni:
4. Az ellenállást és a kondenzátort az elektromotoros erőforrások sorozata, míg a kondenzátor lemezeken lévő töltés sorozatosan csatlakoztatják q 1 = 610-4 Cl. Ha az ellenállás és a kondenzátor párhuzamosan csatlakozik az elektromotoros erőforráshoz, akkor a töltés a kondenzátor lemezeken q. Mennyi hőt szabadít fel az ellenállás ellenállással R kulcs bezárása után K? A forrás belső ellenállása elhanyagolható.
válaszolni:
8. Keresse meg a teljes elektronmozgást a vezetékhosszban l = 1000 m, amelyen keresztül az áram áramlik én = 70 A.
válaszolni:
9. Hányszor kell a nagyobb ellenállást (shunt) nagyobbnak kell lennie, mint a voltmérő ellenállása, hogy ez a voltmérő lehetővé teszi a feszültség mérését n = 10-szer több, mint amit terveztek?
válaszolni: -ban (n - 1) időben.
10. Az elektronsugár gyorsítja a potenciális különbséget U = 1000 V, és fémlemezre esik, teljesen felszívódik. Ebben az esetben a lemez és a "föld" közé csatlakoztatott mikroelemmérő mutatja az áramot én = 10 -3 A (20. ábra). Határozza meg a fémlemez hőmérsékletét, miután elnyeli az elektronsugarat, ha a lemez kezdeti hőmérséklete T 0 = 300 K. A fémlemez hőteljesítménye C = 10 J / K, sugárhossz t = 100 c. Feltételezzük, hogy a lemezben felszabaduló összes hő melegíti azt.
válaszolni: 
1. Boutiques E.I., Kondratiev A.S. Fizika. T. 2. Elektrodinamika. - M: Fizmatlit: Alapismeretek laboratóriuma; SPb.: Nevsky dialektus, 2001. - 11-82.
2. Belolipetsky S.N., Erkovich OS, Kazakovtseva V.A. és mások. - M .: Fizmatlit, 2005. - 123-142.
3. Gotovtsev V.V. A legjobb villamosenergia-feladatok. - M .; Rostov n / D: Kiadóközpont "Mart", 2004. - 59-116.
\u003e\u003e Fizika: A fémek vezetőképessége
Kezdjük fémes vezetőkkel. Ezeknek a vezetőknek a jelenlegi feszültség-jellemzői ismeretesek, de a molekuláris kinetikai elmélet szempontjából eddig még nem mondtak semmit.
A fémek ingyenes töltéseinek hordozói elektronok. A koncentráció magas - körülbelül 10 28 1 / m 3. Ezek az elektronok részt vesznek a válogatás nélküli termikus mozgásban. Elektromos mező hatására rendezett módon mozognak, átlagos sebességük 10-4 m / s.
Kísérleti bizonyíték a szabad elektronok létezésére a fémekben. Kísérleti bizonyíték arra, hogy a fémek vezetőképessége a szabad elektronok mozgásának köszönhető, a LI Mandelstam és ND Papaleksi (1913), B. Stewart és R. Tolman (1916) kísérleteiben. Ezen kísérletek sémája a következő.
A tekercset egy olyan huzalra tekercselték, amelynek végei két egymástól elkülönített fémlemezre vannak forrasztva. ris.16.1). A galvanométerek a lemezek végéhez csúszó érintkezők segítségével csatlakoznak.
A tekercs gyors forgatásra kerül, majd hirtelen megáll. Miután a tekercs hirtelen leállt, a szabad töltésű részecskék inertia útján valamikor viszonyulnak a vezetőhöz képest, és ezért elektromos áram keletkezik a tekercsben. Az áram a vezeték ellenállása miatt jelentéktelen ideig van, a feltöltött részecskék lelassulnak, és az áramütést alkotó részecskék szabályos mozgása következik be.
Az áramlás iránya ebben a tapasztalatban arra utal, hogy a negatív töltésű részecskék mozgása hoz létre. Az ebben az esetben átvitt töltés arányos a részecskék töltésének arányával, amely az áramot a tömegükre teszi ki, azaz | q | / m. Ezért a galvanométeren áthaladó töltés mérésével az áramkörben fennálló áram jelenléte során ezt az arányt meg lehetett határozni. Ez 1,8 10 11 C / kg volt. Ez az érték egybeesett az elektron töltésnek a tömegével való arányával e / mkorábban más tapasztalatokból találtak.
Az elektronok mozgása a fémben. Az elektromágnesen az őket érintő erő hatására az elektronok bizonyos sebességet szereznek meg. Ez a sebesség idővel nem növekszik tovább, mivel a kristályrács ionjaival való ütközéssel az elektronok elveszítik irányirányú mozgásukat, majd ismét villamos mező hatására elkezdnek mozgatni. Ennek eredményeképpen az elektronok rendezett mozgásának átlagos sebessége arányos a vezető elektromos térerősségével. v ~ E és ennek következtében a potenciális különbség a vezető végeinél 
ahol l - vezető hossza.
A vezetékben lévő áram erőssége arányos a részecskék rendezett mozgásának sebességével (lásd a (15.2) képletet). Ezért azt mondhatjuk, hogy az áramerősség arányos a vezető végein lévő potenciális különbséggel: én~U. Ez az az ohm törvényének minőségi magyarázata a fémek vezetőképességének elektronikus elmélete alapján.
Nem lehet kielégítő mennyiségi elméletet építeni az elektronok mozgásának a klasszikus mechanika törvényei alapján. Az a tény, hogy az elektronok mozgásának feltételei olyanok, hogy a Newton klasszikus mechanikája nem alkalmazható a mozgás leírására.
Ez leginkább a következő példából látható. Ha kísérletileg meghatározzuk az elektronok hőmozgásának átlagos kinetikai energiáját egy fémben szobahőmérsékleten, és megállapítjuk az ehhez az energiához tartozó hőmérsékletet, akkor 10 5 -10 6 K nagyságrendű hőmérsékletet kapunk. Ez a hőmérséklet a csillagokon belül van. Az elektronok mozgása egy fémben a kvantummechanika törvényeinek felel meg.
Kísérletileg bebizonyosodott, hogy a fémek szabad töltéseinek hordozói elektronok. Elektromos mező hatására az elektronok állandó átlagsebességgel mozognak, és a kristályrács gátló hatását tapasztalják. Az elektronok rendezett mozgásának sebessége közvetlenül arányos a vezető erejével.
???
1. A tekercset (lásd a 16.1. Ábrát) az óramutató járásával megegyező irányban forgattuk, majd élesen fékeztük. Mekkora a villamos áram iránya a tekercsben a fékezéskor?
2. Hogyan függ az elektronok rendezett mozgásának sebessége egy fémvezetékben a vezető végének feszültségétől?
G. Ya.Myakishev, B. Bukhovtsev, N.N.Sotsky, fizika 10. osztály
A lecke tartalma lecke vázlata referenciakeret lecke bemutatása gyorsító módszerek interaktív technológiák gyakorlat feladatok és gyakorlatok önellenőrző műhelyek, tréningek, esetek, küldetések házi megbeszélés a diákok retorikai kérdéseinek kérdése illusztrációk hang, videó és multimédia fotók, képek, grafikák, táblázatok, humorrendszerek, viccek, viccek, képregények, példázatok, mondások, keresztrejtvények, idézetek A kiegészítők kivonatok cikkek chipek kíváncsi cribs tankönyvek alapvető és további szószedet más kifejezések A tankönyvek és a leckék javítása a tankönyv hibáinak kijavítása az innováció tankönyveiben található töredékfrissítés frissítése a leckében, az elavult tudás helyettesítése újokkal Csak a tanárok számára tökéletes leckék a vitaprogram éves módszertani ajánlásait Integrált leckékHa javítások vagy javaslatok vannak erre a leckére,
3 Hőelektromos jelenségek. Hőelektromos erő. Hőelemek, hőelemek, hőre lágyuló fóliák és azok alkalmazása. 1) A Seebeck-fenomen (1821). A német fizikus, T. Seebeck (1770–1831) felfedezte, hogy egy zárt áramkörben, amely egymás után összekapcsolt különböző vezetőkből áll, az érintkezők különböző hőmérsékletűek, elektromos áram keletkezik. Tekintsünk egy két fémvezetőből álló zárt áramkört 1 és 2 csomópontok hőmérsékletével T 1 (kapcsolat A) és T 2 (kapcsolat az) és T 1 >T 2 (331. ábra). A részletekbe nem kerülve megjegyezzük, hogy sok fémpár (például Cu-Bi, Ag-Cu, Au-Cu) zárt áramkörében az elektromotoros erő közvetlenül arányos a kontaktusok hőmérsékletkülönbségével: T = α (T 1 - T 2) Ez az emf úgynevezett termoelektromotor erő. Jelenlegi irány: T 1 \u003e T 2. ábra a 2. ábrán. A 331-et a nyíl mutatja. A termoelektromotoros erő, például egy réz-konstans fémpár esetében, 100 K hőmérsékletkülönbség esetén csak 4,25 mV. A hőmérséklet mérésére a Seebeck-jelenséget használjuk. Erre a célra termoelemeket használnak, vagy hőelemek - hőmérséklet-érzékelők, amelyek két egymástól eltérő fémvezetékből állnak. Ha a hőelemet alkotó vezetékek (vezetékek) érintkezései (általában a csomópontok) különböző hőmérsékleteken vannak, akkor az áramkörben termoelektromotoros erő lép fel, amely az érintkezők hőmérsékletkülönbségétől és az alkalmazott anyagok jellegétől függ. A hőelemek érzékenysége nagyobb, ha sorban vannak csatlakoztatva. Ezeket a vegyületeket hőre lágyulónak (vagy termolaboknak) nevezik. A hőelemeket egyaránt használják az elhanyagolható hőmérsékletkülönbségek mérésére és a nagyon magas és nagyon alacsony hőmérsékletek mérésére (például a nagyolvasztók vagy folyékony gázok belsejében). A hőelemek általában valamivel kelvin, és néhány hőelemben eléri »0,01 K. mérést. A Seebeck-jelenség elvben elektromos áram előállítására használható. Tehát most a hatékonyság a félvezető termopilé 18% -ot ér el. Ezért a félvezető termoelektromos generátorok javításával a napenergia hatékony közvetlen átalakítása villamos energiává lehetséges. 2) A Peltier-jelenség (1834). A francia fizikus, J. Peltier (1785-1845) felfedezte, hogy amikor két különböző vezető áthalad egy érintkezésen, az irányától függően, a Joule hő mellett további hő keletkezik vagy felszívódik. Így a Peltier-jelenség fordított a Seebeck-jelenséghez. Ellentétben a Joule hővel, ami arányos az áram négyzetével, a Peltier hő arányos az áram első teljesítményével, és megváltoztatja annak jelét, amikor az aktuális változás iránya változik. Tekintsünk két különböző fémvezetőből álló zárt áramkört 1 és 2 (332 ábra), amelyen keresztül az áram áthalad én"(ebben az esetben az irányválasztás úgy van kiválasztva, hogy egybeesik az áramáramlás irányával (a 331. \\ t T 1 \u003e T 2)). Peltier észrevételei szerint és amely a Seebeck-jelenségnél magasabb hőmérsékleten tartaná, most lehűl, és a csomópont In - felmelegszik. Az áramirány megváltoztatásakor én„csomópont A felmelegszik In - hűtsük le A Peltier-jelenség a következőképpen magyarázható. Az elágazás különböző oldalain lévő elektronok eltérő átlagos energiával rendelkeznek (teljes kinetikus plusz potenciál). Ha az elektronok (mozgásuk iránya a 332. ábrán szaggatott nyilakkal vannak megadva) áthaladnak a csomóponton az és egy kisebb energiájú régióba esnek, akkor felhagyják a felesleges energiájukat a kristályrácsra, és a csomópont felforrósodik. A csomópontban A az elektronokat egy nagyobb energiájú régióba helyezik át, most elvesztve a hiányzó energiát a kristályrácsból, és a csomópont lehűl. A Peltier jelenséget termoelektromos félvezető hűtőkben használják először 1954-ben A. F. Ioffe irányítása alatt, és néhány elektronikus eszközben. 4 Kérdések a vizsgált téma megszilárdítására. - Milyen részecskék vannak a fémek hordozói? - Ismertesse Mandelstam és Papaleksi tapasztalatait. - Mi az elektrongáz? - Mi a potenciális akadály? - Melyek a két sebesség az elektronok mozgásában? - Melyik sebesség nagyobb? - Milyen értékek függnek az elektronok drift sebességétől? - Mik a Seebeck és Peltier jelenségei? - Hol alkalmazzák ezeket a jelenségeket? .
