Проводник (физика)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Электрический проводник»)
Перейти к навигации Перейти к поиску
Электрический провод с проводником из меди

Проводни́к — вещество, среда, материал, хорошо проводящие электрический ток[1][2] вследствие наличия свободных носителей заряда[3].

Проводниками называют также части электрических цепей — соединительные провода[4], металлические шины и др.

Проводники делятся на:

  • проводники первого рода — проводники с электронной проводимостью.
  • проводники второго рода — проводники с ионной проводимостью (электролиты).

Среди наиболее распространённых твёрдых проводников известны металлы, полуметаллы, углерод (в виде угля и графита). Пример проводящих жидкостей при нормальных условиях — ртуть, электролиты, при высоких температурах — расплавы металлов. Пример проводящих газов — ионизированный газ (плазма). Некоторые вещества, при нормальных условиях являющиеся изоляторами, при внешних воздействиях могут переходить в проводящее состояние, а именно проводимость полупроводников может сильно варьироваться при изменении температуры, освещённости, легировании и т. п.

Сила тока I в металлических проводниках с очень хорошей точностью прямо пропорциональна приложенному напряжению U (выполняется Закон Ома). Основной электрической характеристикой такого проводника является его сопротивление, определяемое как

Если ток протекает вдоль достаточно длинного однородного проводника длиной L и площадью поперечного сечения S, его сопротивление R связано с удельной электропроводностью вещества, из которого сделан проводник, соотношением:

Микроскопическое описание проводников связано с электронной теорией металлов. Наиболее простая модель описания проводимости известна с начала XX в. и была развита Друде.

В проводнике имеется большое число свободных носителей заряда, то есть заряженных частиц, которые могут свободно перемещаться внутри объёма проводника и под действием приложенного к проводнику электрического напряжения создают ток проводимости[5]. Благодаря большому числу свободных носителей заряда и их высокой подвижности характерные значения удельной электропроводности проводников на несколько порядков больше, чем характерные значения для диэлектриков или полупроводников.

С точки зрения электродинамики проводник — среда с большим на рассматриваемой частоте значением тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ >> 1)[6], в такой среде сила тока проводимости много больше силы тока смещения. При этом под идеальным проводником (сверхпроводником) понимают среду с бесконечно большим значением tgδ, прочие проводники называют реальными или проводниками с потерями.

Примечания

[править | править код]
  1. Проводник // Научно-технический энциклопедический словарь.
  2. ГОСТ Р 52002-2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий. Ст. 58. Госстандарт России. Дата обращения: 3 декабря 2014. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  3. А.А. Детлаф, Б.М. Яворский, Л. Б. Милковская. §1.1. Введение // Курс физики (в трех томах). Том 2. Электричество и магнетизм. — 1977.
  4. Медный или алюминиевый провод – какой лучше? http://remo-blog.ru/e-lektrika/medny-j-ili-alyuminievy-j-provod-kakoj-luchshe.html Архивная копия от 15 декабря 2015 на Wayback Machine
  5. Ток проводимости — направленное движение электрических зарядов
  6. В. В. Никольский, Т. И. Никольская. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989.

Литература

[править | править код]