O ran dargludiad dargludyddion metel, mae'r ddamcaniaeth dargludiad clasurol yn credu bod yna nifer fawr o electronau rhydd a all symud yn rhydd y tu mewn i'r dargludydd metel. Mae'r electronau rhydd hyn yn symud yn gyfeiriadol o dan weithred grym y maes trydan i ffurfio cerrynt trydan.
1 Electron all-niwclear o atomau metel
Mae pob atom yn cynnwys y niwclews a'r electronau all-niwclear sy'n symud o amgylch y niwclews. Mae'r grym mewngyrchol sydd ei angen i symud yr electronau y tu allan i'r niwclews yn cael ei ddarparu gan rym maes trydanol Coulomb rhwng y niwclews a'r electronau. Mae nifer o electronau all-niwclear ar bellteroedd gwahanol o'r niwclews y tu allan i'r niwclews. Yr electron sydd agosaf at y niwclews sydd â'r grym mwyaf a chyfanswm egni'r electron yw'r isaf. Yr electron allanol sydd bellaf o'r niwclews sydd â'r grym rhwymo lleiaf gan y niwclews, egni potensial yr electron yw'r mwyaf, a chyfanswm yr egni yw'r mwyaf. . Gan mai'r electron allanol sydd leiaf rhwymedig, mae atomau cyfagos yn aml yn ymyrryd ag ef ac yn symud o gwmpas y niwclysau cyfagos. Mae'r atomau metel yn cael eu cyfuno i mewn i gorff metel yn seiliedig ar y grym a ffurfiwyd gan y cynnig dirwyn i'r ddwy ochr ar ôl ymyrraeth yr haen allanol o electronau. Oherwydd y grym rhwymo bach iawn, mae gan y metel nodweddion meddalwch ac anffurfiad hawdd wrth ei gynhesu.
2 Dargludydd metel o dan weithred grym Lorentz (neu rym maes trydan ysgogedig)
Os yw dargludydd metel yn torri'r llinell ymsefydlu magnetig mewn maes magnetig, bydd yr electronau y tu allan i'r craidd y tu mewn i'r dargludydd yn destun grym Lorentz, a bydd yr atomau'n cael eu polareiddio o dan y weithred hon, gan arwain at rym electromotive polareiddio atomig. Ond ni waeth pa mor fawr yw grym Lorentz, ni all wneud gwaith ar yr electron, cynyddu egni cinetig yr electron, a'i wneud yn rhydd o fond y niwclews. Ar ôl i'r electron fod yn rhydd o fond y niwclews, bydd yn parhau i weithio arno, a bydd yn cyflymu i gyfeiriad y grym i ffurfio cerrynt trydan.
3 Dargludyddion metel o dan ddosbarthiad foltedd a grym maes trydan
Os cymhwysir foltedd ar ddau ben dargludydd metel i ffurfio maes trydan dosbarthu foltedd y tu mewn i'r dargludydd, dylai'r electronau yn yr haen niwclear allanol y tu mewn i'r dargludydd fod yn destun grym maes trydan dosbarthu foltedd pan fyddant yn symud o amgylch y niwclews, ac mae'r grym maes trydan yn gwneud gwaith cadarnhaol ar yr electronau. , Cynyddu egni cinetig yr electronau, a chael digon o egni i oresgyn caethiwed y niwclews, a dod yn electronau rhydd y tu allan i'r niwclews. Oherwydd mai dim ond yr electronau allanol yn y niwclews allanol sydd â'r egni mwyaf, i ffurfio electronau rhydd, mae angen goresgyn y disgyrchiant niwclear a gwneud y gwaith lleiaf, felly O dan amgylchiadau arferol, pan fydd foltedd yn cael ei gymhwyso i ddau ben dargludydd, dim ond yr electronau allanol sy'n gallu gadael y niwclews a dod yn electronau rhydd. Mae angen i'r electron mwyaf allanol wneud y gwaith lleiaf i dorri i ffwrdd o gaethiwed y niwclews. Nid yw'r electronau rhydd ar ôl ffurfio cerrynt yn rhydd mewn gwirionedd. Ar y naill law, maent yn cael eu heffeithio gan rym maes trydan y dosbarthiad foltedd a symudiad i gyfeiriad y grym maes trydan. Ar y llaw arall, nid ydynt yn ddirwystr yn ystod y symudiad. Ar gyfer electron bach iawn, gellir dweud bod y gofod y tu mewn a'r tu allan i'r atom yn eithaf eang. Mae'r cnewyllyn fel seren yn y gofod cosmig, tra bod electronau rhydd fel meteor bach yn hedfan yn y gofod cosmig. Nid yw'r gyfatebiaeth hon yn briodol iawn, oherwydd efallai na fydd Meteor yn hedfan yn y gofod yn achosi ymwrthedd gan wrthrychau eraill, ond mae electronau rhydd yn destun gwrthiant. Mae hyn oherwydd nad yw'r gofod y tu allan i'r niwclews heb ddim ond hefyd yn troi'r electronau mewnol yn orbitau, a'r metelau hyn Mae nifer yr electronau mewnol yn llawer mwy na'r electronau allanol sy'n ffurfio electronau rhydd. Efallai y byddwn hefyd yn galw'r rhwystr a ffurfiwyd gan electronau mewnol yr atomau hyn yn nwy cwmwl electron. Mae'r nwy cwmwl electron yn cael ei wefru'n negyddol, ac mae'r electronau rhydd hefyd yn cael eu cyhuddo'n negyddol. Felly, os bydd electronau rhydd yn gwennol yn y nwy cwmwl electron i ffurfio cerrynt trydan, mae'n sicr o gael ei wrthsefyll gan y nwy cwmwl electronau. Ar ôl i'r cerrynt sefydlog gael ei ffurfio, os caiff y foltedd ar ddau ben y dargludydd ei dynnu'n sydyn, mae'r maes trydan y tu mewn i'r dargludydd yn diflannu, ac mae'r electronau rhydd yn colli effaith grym y maes trydan. Dim ond gwrthiant sy'n gweithredu arno, felly mae'r electronau'n arafu a'r buanedd yn gostwng yn gyflym i sero. . Yna, o dan weithred grym disgyrchiant y niwclews, mae'n dychwelyd i orbit cyfatebol haen allanol y niwclews i symud o gwmpas y niwclews.
4 Deddf Ohm a chyfraith ymwrthedd
Yn y broses o lif cerrynt, oherwydd ymwrthedd y nwy cwmwl electron i electronau rhydd, mae'n ffurfio rhwystr penodol i lif y cerrynt, sydd hefyd yn cynhyrchu gwrthiant y dargludydd. Rhaid nodi nad yw gwrthiant electronau rhydd yn ystod symudiad yn gyfartal â gwrthiant y dargludydd. Nid yw gwrthiant electronau rhydd yn golygu bod gwrthiant y dargludydd yn fawr. I'r gwrthwyneb, mae ymwrthedd y dargludydd yn fawr, nad yw'n golygu bod gwrthiant y dargludydd yn fawr. Wrth symud i gyfeiriad cyfeiriadol, mae'r gwrthiant yn fawr.
5 Trosi Ynni a Chyfraith Joule
Pan fydd foltedd yn cael ei gymhwyso i ddau ben y dargludydd yn unig, mae'r grym maes trydan yn gwneud gwaith cadarnhaol ar electronau allanol y niwclews i oresgyn grym rhwymo'r niwclews, ond mae'r gwaith a wneir gan rym maes trydan yn goresgyn grym rhwymo'r niwclews yn llawer llai na'r gwaith a wneir gan y llif cerrynt tymor hir i oresgyn gwrthiant y cwmwl electronau. Felly, mae'r gwaith a wneir i oresgyn caethiwed y cnewyllyn yn fach iawn a gellir ei anwybyddu.
Yn ystod cyflymiad electronau rhydd, mae'r grym maes trydan hefyd yn gwneud gwaith cadarnhaol iddo, ond oherwydd bod gan yr electron amser cyflymu byr iawn a bod y dadleoli symudiad yn fach iawn (ni chaiff ei drafod yma), mae grym y maes trydan hefyd yn fach iawn a gellir ei anwybyddu. Felly, ar ôl i'r electronau rhydd ffurfio cerrynt, prif golled ynni'r maes trydan yw goresgyn y cwmwl electronau i wneud gwaith.
6 Mae'r dargludydd egniol yn symud mewn maes magnetig
Yn y dadansoddiad uchod, pan fydd y cerrynt yn mynd trwy'r dargludydd, dim ond y nwy cwmwl electron y mae'n ei oresgyn i wneud gwaith. Dangosir rhwystr y nwy cwmwl electron i electronau rhydd fel gwrthiant, felly gelwir dargludydd o'r fath yn ddargludydd gwrthiant pur, a gelwir cylched gyda dim ond dargludydd gwrthiant pur yn y gylched yn gylched gwrthiant pur. Gellir gweld o'r fformiwlâu uchod bod y gylched gwrthiant pur yn trosi gwaith trydanol yn ynni gwres.
Fodd bynnag, bydd y dargludydd egniol yn destun grym y maes magnetig (grym ampere) yn y maes magnetig. O dan y grym hwn, mae'r dargludydd yn dechrau symud yn gyflymach, gan dorri'r llinellau ymsefydlu magnetig, polareiddio'r atomau yn y dargludydd, a chynhyrchu grym electromotive polariaidd. Bydd ffurfio grym electromotive a achosir gan derfynell yn cynhyrchu maes trydan mewn rhannau eraill o'r dargludydd allanol, ac yn cynhyrchu ymwrthedd i'r electronau rhydd sy'n llifo drwodd. Er mwyn goresgyn y gwrthiant, mae'r cerrynt yn cynhyrchu maes trydan dosbarthu foltedd i'r un cyfeiriad â'r cerrynt yn y dargludydd, gan wneud y maes trydan a'r anwythiad Mae'r maes trydan a gynhyrchir gan y grym electromotive yn canslo allan, gan gynnal sefydlogrwydd y cerrynt, ac mae hefyd yn cynhyrchu foltedd ar ddau ben y dargludydd. Mae maint y foltedd yn union yr un fath â'r grym electromotive anwythol ac mae'r cyfeiriad gyferbyn.
Yn y modd hwn, rhaid i rym maes trydan dosbarthu foltedd oresgyn yr ymwrthedd a gynhyrchir gan y grym electromotive ysgogedig i wneud gwaith a defnyddio ynni trydan. Mae'r egni hwn yn cael ei drawsnewid yn rym ampere i wneud gwaith ar y byd y tu allan, sy'n ymddangos ar ffurf ynni mecanyddol.
Os nad yw'r dargludydd a osodir yn y maes magnetig yn ddargludydd delfrydol, yna mae'n rhaid i'r grym maes trydan nid yn unig oresgyn y grym electromotive ysgogol i wneud gwaith ond hefyd oresgyn ymwrthedd y cwmwl electronau i wneud gwaith. Felly, mae rhan o'r ynni trydanol yn cael ei drawsnewid yn ynni mecanyddol, ac mae rhan ohono'n cael ei drawsnewid yn ynni gwres.
7 Cyflenwad pŵer ar ôl llif cerrynt
Beth sy'n digwydd y tu mewn i'r cyflenwad pŵer ar ôl i'r cerrynt lifo? Gan y gall grym nad yw'n electrostatig ond polareiddio atomau a chynhyrchu grym electromotive yn y cyflenwad pŵer, ni all y grym nad yw'n electrostatig wneud gwaith ar electronau, ac ni all wneud i electronau allanol oresgyn caethiwed niwclysau atomig a dod yn electronau rhydd, heb sôn am symud electronau'n uniongyrchol i ffurfio cerrynt trydan. , Yna, sut mae'r presennol y tu mewn i'r cyflenwad pŵer yn cael ei ffurfio?
Er mwyn ffurfio cerrynt yn y cyflenwad pŵer, yn ogystal â gwneud i'r electronau allanol oresgyn caethiwed y niwclews, mae hefyd angen goresgyn gwrthiant y cwmwl electronau i berfformio gwaith. Nid oes gan ddeunyddiau nad ydynt yn electrostatig unrhyw swyddogaeth o'r fath. Felly, rhaid cynhyrchu dosbarthiad foltedd o begwn negyddol y cyflenwad pŵer i'r polyn positif yn y cyflenwad pŵer. Yn y maes trydan, mae'r haen allanol o electronau yn ffurfio cerrynt o dan weithred y grym maes trydan hwn ac yn cynhyrchu gostyngiad foltedd y tu mewn i'r cyflenwad pŵer. Mae'r gostyngiad foltedd yn uwch na'r potensial electrod positif, hynny yw, mae'r cyfeiriad o'r electrod negyddol i'r electrod positif, ac mae cyfeiriad grym electromotive y cyflenwad pŵer gyferbyn.
