Téma. Riešenie problémov s "konštantným elektrickým prúdom".
Zvážte metódy na riešenie problémov pri použití Ohmovho zákona v obvodoch DC;
Zobraziť príklady aplikácie pravidiel Kirchhoff pre výpočet komplexných rozvetvených DC obvodov.
Priebeh zamestnania
V priebehu vyučovania je potrebné zvážiť množstvo kvalitatívnych problémov a potom vyriešiť niekoľko vypočítaných problémov, pretože ich zložitosť rastie.
Pri riešení problémov týkajúcich sa zákonov jednosmerného prúdu musíte nakresliť elektrický obvod a analyzovať, ako sú prepojené rezistory, zdroje prúdu a kondenzátory. Ak majú body obvodu rovnaké potenciály, môžu byť prepojené.
Ďalej vypočítajte odpor jednotlivých častí obvodu alebo impedanciu obvodu a použite Ohmov zákon na časti obvodu alebo na uzavretý obvod. Ak je kondenzátor zapnutý v DC obvode, nepreteká cez ne žiadne prúdenie. Ak je rezistor paralelne pripojený k kondenzátoru, napätie cez rezistor a kondenzátor je rovnaké.
Výpočet komplexných rozvetvených reťazcov sa vykonáva pomocou pravidiel Kirchhoff. Za týmto účelom si môžete ľubovoľne vybrať smer prúdu vo všetkých častiach obvodu. Rozbijú komplexný reťazec do jednoduchých uzavretých obvodov, ľubovoľne si vyberajú smer traverzu obvodu.
Vytvorte systém rovníc v súlade s Kirchhoffovými pravidlami, berúc do úvahy pravidlá výberu znakov "plus" a "mínus".
Riešiť problémy s premenou elektrickej energie na tepelné a mechanické využitie práva zachovania a transformácie energie.
Kvalitatívne úlohy
1. Natiahnutý zväzok drôtu pozostávajúci zo siedmich a pol závitov je napnutý medzi dvoma klincami, ktoré sú zakliesnené do dosky, ku ktorej sú pripojené konce drôtu. S pripojenými zariadeniami k nechtom merali odpor reťaze medzi nechtami. Určte, koľkokrát sa tento odpor zmení, ak odvíjate klbko, necháte konce pripevnené k nechtom.
2. Päť rovnakých odporov je zahrnuté podľa schémy znázornenej na obr. 1. Ako sa zmení záblesk pravého horného skrutkovača, ak zatvoríte kľúč K?
3. Môžu prúdy plynúť z nižšieho potenciálu na vyšší?
4. Električkový drôt sa zlomil a ležal na zemi. Človek s vodivou topánkou môže chodiť len k nemu v malých schodoch. Je nebezpečné robiť veľké kroky. Prečo?
5. Na zapnutie svietidla v sieti, ktorej napätie je väčšie ako napätie, pre ktoré je lampa navrhnutá, môžete použiť jeden z diagramov zobrazených na obr. 2. Ktoré z týchto schém majú vyššiu účinnosť, ak je v každom prípade svietidlo v normálnom režime?
6. Na obr. 3 znázorňuje dve schémy na meranie odporu. Ktorý z nich by mal byť uprednostňovaný, ak meraný odpor: a) je veľký; b) trochu?
7. Dve žiarovky s odporom pri plnom ohreve r a R, a R\u003e r , pripojte k zdroju elektromotorickej sily. Obidva žiarovky majú wolfrámové vlákna. Ktorá zo svietidiel svieti jasnejšie, keď je zapojená do série? Pri paralelnom pripojení?
8. Veniec vianočných stromčekov je vyrobený z 40 žiaroviek zapojených do série a napájaných z mestskej siete. Po vypálení jednej žiarovky sa zostávajúcich 39 žiaroviek znova zapojilo do série a pripojilo sa k mestskej sieti. V takom prípade bude miestnosť jasnejšia: keď bolo zapnuté 40 svietidiel alebo 39?
9. Aký je väčší počet voltmetrov (obrázok 4)? Prečo?
10. Prúd prechádza cez oceľový drôt, ktorý je mierne zahriaty. Ak sa jedna časť drôtu ochladí ponorením do vody, druhá časť sa zahrieva viac. Prečo? (Potenciálny rozdiel na koncoch drôtu sa udržuje konštantný).
11. Dva oceľové drôty rovnakej dĺžky, ale s rôznou časťou, sú navzájom paralelne spojené a sú zahrnuté v sieti elektrického poľa. Ktorému z nich bude pridelené viac tepla?
Príklady riešenia výpočtových problémov
Úloha 1. Oddelením medeného drôtu S = 1 mm2 prúd prúdi silou ja = 10 mA. Nájdite priemernú rýchlosť usporiadaného pohybu elektrónov pozdĺž vodiča, ak predpokladáme, že pre každý atóm medi existuje jeden vodivý elektrón. Molová hmotnosť medi = 63,6 g / mol, hustota medi = 8,9 g / cm3.
riešenie:
Prúd vo vodiči sa rovná nabíjaciemu prúdeniu za jednotku času cez prierez vodiča
kde n - koncentrácia elektrónov q - náboj jedného elektrónu, v - priemerná rýchlosť usporiadaného pohybu, S - prierezová plocha vodiča. Z (1) získame nasledovný výraz pre priemernú rýchlosť usporiadaného pohybu elektrónov:
Pretože pre každý atóm medi je jeden vodivý elektrón, koncentrácia vodivých elektrónov bude rovná koncentrácii atómov medi. V dôsledku toho bude koncentrácia vodivých elektrónov súvisieť s hustotou medi v pomere
kde m - hmotnosť jedného atómu.
tu N a - Číslo Avogadro. Nahradením (4) do (3) získame:
Potom rýchlosť usporiadaného pohybu elektrónov bude vyzerať takto:
odpoveď:
Úloha 2. V schéme znázornenej na obr. 5, určite silu prúdu pretekajúceho batériou v prvom okamihu po zatvorení kľúča K; po dlhom čase. Parametre obvodových prvkov a vnútorný odpor zdroja r považované za dané.
riešenie:
V prvom momente sa kondenzátory nenabíjajú a prúd v obvode sa podľa Ohmovho zákona rovná
V rovnovážnom stave preteká prúd prostredníctvom odporov. R 1 a R 3 a súčasná sila sa bude rovnať
odpoveď: 
Úloha 3. Čo ukazuje ammeter v obvode znázornenom na obr. 6?
riešenie:
Nájdite prúd pretekajúci cez zdroj. Predpokladáme, že odpor ammeteru je veľmi malý. Potom môže byť elektrický obvod prebalený, ako je znázornené na obr. 7. Potom je ľahké nájsť odpor celého obvodu. odpor R 1 a R 3 sú paralelne spojené, a preto je odpor pozemku Slnko bude rovnaká
Celkový odpor obvodu s odporom R 1 , R 2 a R 3 sa bude rovnať
Potom sa celkový odpor celého obvodu určuje nasledovne:
Prúd prúdiaci cez zdroj, podľa Ohmovho zákona pre kompletný obvod, sa bude rovnať
kde je elektromotorická sila prúdového zdroja.
Ako je zrejmé z obr. 6, pričom prúd prúdiaci cez zdroj sa rovná súčtu prúdov prúdiacich cez odpor R 1 a ammeter ja A:
Otočte sa znova na ryžu. 7. Od R 123 = R 4, potom v bode prúd ja 0 je rozdelená na dve rovnaké časti. Prostredníctvom odporu R 2 prejde súčasnú silu ja 2 = 2A. V tomto bode prúd ja 2 znova rovnomerne rozdelené medzi rezistory R 1 a R 3 a prostredníctvom odporu R 1 prúd ide silou ja 1 = 1A.
V tomto bode C môže písať ja 0 = ja 1 + ja A. Odtiaľto
odpoveď:
Úloha 4. Elektrický obvod znázornený na obr. 8. Voltmeter pripojený paralelne k odporu s odporom R 1 = 0,4 ohm, ukazuje U 1 = 34,8 V. Napätie na svorkách zdroja prúdu je udržované konštantné a rovná sa U = 100 V. Nájdite pomer prúdu cez voltmetr k prúdu cez rezistor s odporom R 2 = 0,6 ohm.
riešenie:
Napätie naprieč odporom R 2 sa bude rovnať U - U 1 a prúd prúdiaci cez tento rezistor, podľa Ohmovho zákona pre homogénnu časť obvodu,
kde I 1 je prúd pretekajúci rezistorom s odporom R 1 a ja V je prúd cez voltmetr. Odtiaľto
odpoveď: 
Úloha 5. Niektoré prúdové zdroje sú pripojené, ako je znázornené na obr. 9. Aké sú náznaky ideálneho ampérmetra a voltmetra zahrnuté do obvodu? Odolnosť spojovacích drôtov je zanedbateľná.
riešenie:
Prípad 1. Veríme, že všetky zdroje sú rovnaké, to znamená, že majú rovnakú elektromotorickú silu a vnútorný odpor r, Nech je počet zdrojov n, Potom pomocou Ohmovho zákona pre uzavretý okruh dostávame:
Toto bude čítanie ampérmetrov. Z Ohmovho zákona pre nehomogénnu časť obvodu vyplýva, že čítanie voltmetra bude
Prípad 2. Všetky zdroje sú rôzne. Potom ampér zobrazuje prúd
Je zrejmé, že voltmetr čítanie v tomto prípade
odpoveď: ak sú všetky aktuálne zdroje rovnaké, potom 
ak sú elektromotorické sily prúdových zdrojov rôzne 
Úloha 6. Nájdite kondenzátorové napätie cez kondenzátory. C 1 a C 2 v obvode znázornenom na obr. 10, ak je známe, že počas skratu sa prúd prechádzajúci zdrojom zvyšuje n Čas. C 1 , C 2 sú známe.
riešenie:
Napätie cez odpor paralelne pripojený k kondenzátorom,
kde U 1 a U 2 - napätie na prvom a druhom kondenzátore. Kondenzátory sú zapojené do série, a preto sú poplatky na nich rovnaké.
Pri riešení rovnice (5) a (6) získame:
(7)
Žiadny prúd neprúdi cez kondenzátory, preto Ohmov zákon pre daný okruh je napísaný ako:
kde r - vnútorný odpor zdroja, ja - prúd pretekajúci cez zdroj a odpor. Pokles napätia cez odpor, podľa Ohmovho zákona pre homogénnu časť obvodu,
Skratový prúd zodpovedá R = 0, t.j.
Podľa podmienky problému
Nahradenie hodnoty ja a ja 0 v poslednom vzťahu získame:
Odtiaľto R = r(n 1). Nahradenie hodnoty R v (8), dostaneme
Po nahradení I v (9) dostaneme:
Nahradenie nájdenej hodnoty U v (7) dostaneme:
odpoveď:
Úloha 7. Medzi dosky plochého kondenzátora je umiestnený kvapalný dielektrikum (obrázok 11), hladina kvapaliny stúpa každú sekundu rovnomerne. hod, Dosky sú zapojené do série s zdrojom konštantného prúdu, ktorého elektromotorická sila a odpor R, Určte prúd v obvode. Šírka dosky lvzdialenosť medzi nimi ddielektrická konštanta dielektrika.
riešenie:
V každom časovom bode môže byť kondenzátor čiastočne naplnený kvapalinou považovaný za kombináciu dvoch kondenzátorov, vzduch a naplnených kvapalinou, paralelne zapojených. Kapacita paralelne pripojených kondenzátorov sa rovná súčtu ich kondenzátorov. Pre každú druhú časť výšky dosky hod uvoľnený z dielektrika. To vedie k zmene kapacity na
(10)
Nabíjanie potom prúdi z dosiek kondenzátora a prúd prúdi do okruhu, ktorého sila
Pretože sa napätie medzi kondenzátorovými doskami nezmení, zmena náboja na kondenzátorových platniach za jednotku času sa bude rovnať
(12)
Potom po nahradení v (12) dostaneme:
to znamená, že prúd v obvode bude rovnaký
(13)
Napätie na kondenzátorových doskách možno nájsť zo zákona spoločnosti Ohm pre kompletný obvod.
Nahradenie hodnoty U v (13), získame pre súčasnú silu nasledujúci výraz:
odpoveď:
Úloha 8. V diagrame na obr. 12 1 = 2 V, 2 = 4 V, 3 = 6 V, R 1 = 4 ohmy, R 2 = 6 ohmov, R 3 = 8 ohmov. Nájdite silu prúdu vo všetkých oblastiach.
riešenie:
Používame pravidlá Kirchhoffa. Nastavte smer prúdov ja 1 , ja 2 , ja 3. Ako samostatné obvody vyberte veľkú slučku obsahujúcu prúdové zdroje 1 a 3 a malú slučku obsahujúcu prúdové zdroje 1 a 2. Pohybujeme okolo obrysov v smere hodinových ručičiek (obrázok 13). Potom môžete vytvoriť nasledujúci systém rovníc:
Pri riešení sústavy rovníc pre prúdy získame nasledovné hodnoty:
Značka Mínus znamená prúd ja 1 prúdi v opačnom smere k zvolenému.
odpoveď: 
Úloha 9. Elektromotorická sila batérie = 16 V, vnútorný odpor r = 3 ohmy. Nájdite odpor vonkajšej časti obvodu, ak je známe, že uvoľňuje energiu P = 16 W. Určite efektívnosť batérie.
riešenie:
Ak je vonkajší odpor R, prideľuje užitočný výkon P = I2R, Sila prúdu v obvode sa dá nájsť z Ohmovho zákona pre celý okruh:
Posledný výraz môže byť prepísaný ako kvadratická rovnica s neznámym R:
Riešením tejto rovnice je:
Nahradenie výsledných čísel riešení R 1 = 1 ohm; R 2 = 9 ohmov. Tieto dve hodnoty odporu zodpovedajú účinnosti:
odpoveď:
Úloha 10. Prostredníctvom dvoch sériovo pripojených vodičov s rovnakým prierezom Sale rôzne špecifické odpory 1 a 2 (2\u003e 1), prúd prúdi silou ja (Obrázok 14). Určite značku a veľkosť hustoty povrchového náboja, ktorá sa vyskytuje na rozhraní vodičov.
riešenie:
Použili sme Gaussovu vetu na elektrické pole. Ako ľubovoľný uzavretý povrch, pomocou ktorého vypočítame tok vektora intenzity elektrického poľa, zvolíme valcovú plochu, ktorej bočný povrch sa zhoduje s povrchom vodiča (obrázok 15). Vektory sily elektrického poľa vo vodiči sú rovnobežné s bočným povrchom valca, a preto len toky cez základne valcového povrchu prispievajú k toku vektora intenzity. Pretože každý vodič je elektricky neutrálny, vo vnútri tohto povrchu je len nekompenzovaný náboj. q na rozhraní vodičov. Preto Gaussova veta je napísaná nasledovne: 
2. Batéria pozostávajúca z dvoch identických prvkov zapojených paralelne s elektromotorickými silami = 2 V je uzatvorená odporom, ktorého odpor R = 1,4 ohm (obrázok 16). Vnútorný odpor prvkov r 1 = 1 ohm a r 2 = 1,5 ohmov. Nájdite prúdy ja 1 , ja 2 , japrúdenie v okruhu.
odpoveď:
3. Dvaja spotrebitelia, ktorých odolnosť je R 1 a R 2 sú prvýkrát paralelne pripojené k DC sieti a druhé - v sérii. V takom prípade bude spotreba energie zo siete väčšia?
odpoveď:
4. Rezistor a kondenzátor sú zapojené do série so zdrojom elektromotorickej sily, zatiaľ čo náboj na kondenzátorových doskách q 1 = 610-4 Cl. Ak je rezistor a kondenzátor paralelne pripojené k zdroju elektromotorickej sily, potom je na kondenzátorovej doske q. Koľko tepla sa uvoľňuje na odpor s odporom R po uzatvorení kľúča K? Vnútorný odpor zdroja je zanedbateľný.
odpoveď:
8. Nájdite celkový elektrónový moment v dĺžke vodiča l = 1000 m, cez ktoré prúd prúdi silou ja = 70 A.
odpoveď:
9. Koľkokrát by mal byť dodatočný odpor (skrat) väčší než odpor voltmetra, takže tento voltmetr umožňuje merať napätie v n = 10 krát viac ako to, prečo je určená?
odpoveď: v (n-1) Čas.
10. Elektronový lúč prechádza urýchľujúcim rozdielom potenciálu U = 1000 V a pri páde na kovovú platňu sa úplne absorbuje. V tomto prípade mikroamera pripojená medzi doskou a "zem" ukazuje prúd ja = 10 -3 A (obrázok 20). Určite teplotu kovovej platne po jej absorpcii elektrónovým lúčom, ak bola počiatočná teplota dosky T 0 = 300 K. Tepelná kapacita kovovej platne C = 10 J / K, trvanie zväzku t = 100 c. Predpokladajme, že všetko teplo uvoľnené v doske ide na vykurovanie.
odpoveď: 
1. Boutiques E.I., Kondratiev A.S. Fyzika. T. 2. Elektrodynamika. - M .: Fizmatlit: Laboratórium základných vedomostí; SPb .: Nevsky dialekt, 2001. - str. 11-82.
2. Belolipetsky S.N., Erkovich OS, Kazakovtseva V.A. a iní. Questbook o fyzike. - M .: Fizmatlit, 2005. - str. 123-142.
3. Gotovtsev V.V. Najlepšie úlohy v oblasti elektrickej energie. - M .; Rostov n / D: Vydavateľské centrum "Mart", 2004. - str. 59-116.
\u003e\u003e Fyzika: Elektronická vodivosť kovov
Začnime s kovovými vodičmi. Vlastnosti prúdového napätia týchto vodičov sú známe, ale doteraz sa nič nehovorilo o jeho vysvetlení z hľadiska molekulárnej kinetickej teórie.
Nosičmi voľných nábojov v kovoch sú elektróny. Ich koncentrácia je vysoká - asi 10 28 1 / m 3. Tieto elektróny sa podieľajú na nerozlišujúcom tepelnom pohybe. Pod pôsobením elektrického poľa sa začnú pohybovať usporiadaným spôsobom s priemernou rýchlosťou rádovo 10-4 m / s.
Experimentálne dôkazy o existencii voľných elektrónov v kovoch. Experimentálnym dôkazom, že vodivosť kovov je spôsobená pohybom voľných elektrónov bola uvedená v experimentoch LI Mandelstama a ND Papaleksiho (1913), B. Stewarta a R. Tolmana (1916). Schéma týchto experimentov je nasledovná.
Cievka je navinutá na drôte, ktorého konce sú spájané na dva kovové disky, izolované od seba ( ris.16.1). Galvanometer je spojený s koncami diskov pomocou posuvných kontaktov.
Cievka sa rýchlo otáča a potom sa náhle zastaví. Keď sa cievka zastaví náhle, voľné nabité častice sa po určitý čas pohybujú vzhľadom na vodič zotrvačnosťou, a preto v cievke vzniká elektrický prúd. Prúd existuje v nevýznamnom čase, pretože odpor vodiča, nabité častice spomaľujú a riadny pohyb častíc tvoriacich prúd zastavuje.
Smer prúdu v tejto skúsenosti naznačuje, že je vytvorený pohybom negatívne nabitých častíc. Prenesený náboj je v tomto prípade úmerný pomeru náboja častíc vytvárajúcich prúd k ich hmotnosti, t.j. | q | / m, Preto meraním náboja prechádzajúceho cez galvanometer počas existencie prúdu v obvode bolo možné tento pomer určiť. Ukázalo sa, že je 1,8 10 11 C / kg. Táto hodnota sa zhodovala s pomerom elektrónového náboja k jeho hmotnosti e / mpredtým z iných skúseností.
Pohyb elektrónov v kovu. Elektróny pod vplyvom sily pôsobiacej na ne z elektrického poľa získavajú určitú rýchlosť usporiadaného pohybu. Táto rýchlosť sa časom nezvyšuje, pretože zrážaním s iónmi kryštálovej mriežky strácajú elektróny svoj smerový pohyb a potom opäť pod pôsobením elektrického poľa sa začínajú pohybovať smerom. V dôsledku toho je priemerná rýchlosť usporiadaného pohybu elektrónov úmerná intenzite elektrického poľa vo vodiči. v ~ E a preto potenciálny rozdiel na koncoch vodiča, pretože 
kde l - dĺžka vodiča.
Pevnosť prúdu vo vodiči je úmerná rýchlosti usporiadaného pohybu častíc (pozri vzorec (15.2)). Preto môžeme povedať, že prúdová sila je úmerná potenciálnemu rozdielu na koncoch vodiča: ja~U, To je kvalitatívne vysvetlenie ohmového zákona založené na elektronickej teórii vodivosti kovov.
Je nemožné vybudovať uspokojivú kvantitatívnu teóriu pohybu elektrónov v kovu na základe zákonov klasickej mechaniky. Faktom je, že podmienky pohybu elektrónov v kovu sú také, že klasická mechanika Newtonu nie je použiteľná na popis tohto pohybu.
To je najzreteľnejšie z nasledujúceho príkladu. Ak experimentálne určíme priemernú kinetickú energiu tepelného pohybu elektrónov v kovu pri izbovej teplote a nájdeme teplotu zodpovedajúcu tejto energii, získame teplotu v poriadku 10 5 - 106 K. Táto teplota existuje vo vnútri hviezd. Pohyb elektrónov v kovu sa riadi zákonmi kvantovej mechaniky.
Bolo experimentálne preukázané, že nosičmi voľných nábojov v kovoch sú elektróny. Pod pôsobením elektrického pola sa elektróny pohybujú pri konštantnej priemernej rýchlosti a zažívajú inhibičný účinok z kryštálovej mriežky. Rýchlosť usporiadaného pohybu elektrónov je priamo úmerná intenzite poľa vo vodiči.
???
1. Cievka (pozri obrázok 16.1) sa otáčala v smere hodinových ručičiek a potom sa prudko brzdila. Aký je smer elektrického prúdu v cievke v čase brzdenia?
2. Ako rýchlosť usporiadaného pohybu elektrónov v kovovom vodiči závisí od napätia na koncoch vodiča?
G.Ya.Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Fyzika 10. ročníka
Obsah lekcie náčrt lekcie referenčný rámec prezentácia hodín akceleračné metódy interaktívne technológie praxe úlohy a cvičenia autotest workshopy, školenia, prípady, úlohy domáca úloha diskusné otázky rečnícke otázky študentov ilustrácií zvuku, videa a multimédií fotografie, obrázky grafiky, tabuľky, schémy humoru, vtipy, vtipy, komiksy, podobenstvá, výroky, krížovky, citáty doplnky stravy abstrakty články čipy pre zvedavé uteráky učebnice základný a doplnkový slovník iných termínov Zlepšovanie učebníc a hodín opravu chýb v učebnici aktualizovať fragment v učebnicových prvkoch inovácie v hodinách, nahradenie zastaraných poznatkov novými poznatkami Len pre učiteľov dokonalé lekcie plán pre ročné metodické odporúčania diskusného programu Integrované lekcieAk máte k tejto lekcii opravy alebo návrhy,
3 Termoelektrické javy. Thermoelektromotorická sila. Termočlánky, termočlánky, termopoly a ich aplikácia. 1) Fenomén Seebeck (1821). Nemecký fyzik T. Seebeck (1770-1831) zistil, že v uzavretom okruhu pozostávajúcom z následne pripojených odlišných vodičov, ktorých kontakty majú rôzne teploty, vzniká elektrický prúd. Zvážte uzavretý okruh pozostávajúci z dvoch kovových vodičov 1 a 2 s teplotami križovatiek T 1 (kontakt ) a T 2 (kontakt ) a T 1 >T 2 (obrázok 331). Bez toho, aby sme sa dostali do detailov, poznamenávame, že elektromotorická sila je v uzavretom obvode pre mnohé páry kovov (napríklad Cu-Bi, Ag-Cu, Au-Cu) priamo úmerná teplotnému rozdielu v kontaktoch: T = α (T1 - Toto emf tzv. termoelektromotorická sila. Aktuálny smer na T 1 \u003e T 2 na obr. 331 je zobrazené šípkou. Thermoelektromotorická sila, napríklad pre dvojicu kovov meď - konštantín, pre teplotný rozdiel 100 K je len 4,25 mV. Fenomén Seebeck sa používa na meranie teploty. Na tento účel sa používajú termočlánky alebo termočlánky - teplotné snímače pozostávajúce z dvoch odlišných kovových vodičov navzájom prepojených. Ak sú kontakty (zvyčajne križovatky) vodičov (drôtov) tvoriacich termočlánok s rôznymi teplotami, vzniká v okruhu termoelektromotorická sila, ktorá závisí od teplotného rozdielu kontaktov a charakteru použitých materiálov. Citlivosť termočlánkov je vyššia, ak sú zapojené do série. Tieto zlúčeniny sa nazývajú termopov (alebo termoplasty). Termočlánky sa používajú tak na meranie zanedbateľných teplotných rozdielov, ako aj na meranie veľmi vysokých a veľmi nízkych teplôt (napríklad vo vysokých peciach alebo kvapalných plynoch). Termočlánky sú zvyčajne trochu kelvinové a v niektorých termočlánkoch dosahuje »0,01 K. merania. Fenomén Seebeck môže byť v zásade použitý na generovanie elektrického prúdu. Takže, teraz účinnosť polovodičové termoplyny dosahujú 18%. Zlepšovaním polovodičových termoelektrických generátorov je preto možné dosiahnuť účinnú priamu konverziu solárnej energie na elektrickú energiu. 2) Peltierov fenomén (1834). Francúzsky fyzik J. Peltier (1785-1845) zistil, že keď dva rôzne vodiče prechádzajú cez kontakt, v závislosti od jeho smeru, okrem žiarového tepla sa uvoľňuje alebo absorbuje ďalšie teplo. Takže fenomén Peltier je inverzný k fenoménu Seebeck. Na rozdiel od tepla Joule, ktorý je úmerný štvorcu prúdu, Peltierovo teplo je úmerné prvej sily prúdu a mení jeho znamienko, keď aktuálny smer zmení. Zvážte uzavretý obvod pozostávajúci z dvoch odlišných kovových vodičov 1 a 2 (obrázok 332), ktorým prechádza prúd ja"(jeho smer v tomto prípade sa zvolí tak, aby sa zhodoval so smerom toku prúdu (na obrázku 331, s výhradou T 1 \u003e T 2)). Podľa poznatkov Peltier a ktorý pri fenoméne Seebeck by bol udržiavaný na vyššej teplote, bude teraz ochladený a križovatka In - ohriať. Pri zmene smeru prúdu ja"križovatka bude zahrievať In - vychladnúť Peltierov fenomén možno vysvetliť nasledujúcim spôsobom. Elektróny na rôznych stranách križovatky majú rôznu priemernú energiu (plný kinetický plus potenciál). Ak sú elektróny (smer ich pohybu uvedený na obrázku 332 bodkovanými šípkami) prechádzajú cez spojenie a spadajú do oblasti s menšou energiou, potom sa vzdajú nadbytočnej energie kryštálovej mriežke a križovatka sa zahreje. Na križovatke elektróny sa prenášajú do oblasti s vyššou energiou, teraz odoberú chýbajúcu energiu z krištáľovej mriežky a spojenie sa ochladí. Peltierov fenomén sa používa v termoelektrických polovodičových chladničkách, ktoré boli prvýkrát vytvorené v roku 1954 pod vedením A. F. Ioffeho av niektorých elektronických zariadeniach. 4 Otázky na konsolidáciu študovanej témy. - Aké sú častice nosiče kovov? - Popíšte skúsenosti Mandelstama a Papaleksiho. - Čo je elektrónový plyn? - Čo je potenciálna bariéra? - Aké sú 2 rýchlosti v pohybe elektrónov? - Ktorá z týchto rýchlostí je väčšia? - Aké hodnoty závisia od rýchlosti driftu elektrónov? - Aké sú fenomény Seebeck a Peltier? - Kde sa tieto javy uplatňujú? ,
