Электропроводность металлов
Электропроводность металлов — это способность металлов проводить электрический ток. В металлах ток создаётся упорядоченным движением свободных электронов под действием электрического поля.
В атомах металлов внешние электроны слабо связаны с отдельными атомами. Поэтому часть электронов становится свободной и может перемещаться между положительными ионами кристаллической решётки. Без электрического поля электроны движутся беспорядочно, поэтому направленного тока нет. При подключении источника тока их движение приобретает небольшую направленную составляющую.
Свободные электроны являются носителями электрического тока в металлах. С повышением температуры ионы решётки колеблются сильнее, электроны чаще сталкиваются с ними, поэтому проводимость металла обычно уменьшается, а сопротивление увеличивается. Металлы относятся к проводникам, потому что в них много свободных носителей заряда.
Формула проводимости
Удельная электропроводность характеризует способность вещества проводить ток. Она является величиной, обратной удельному сопротивлению:
Сопротивление однородного проводника связано с его длиной и площадью поперечного сечения:
Медный провод и стальная проволока одинаковых размеров подключены к одному напряжению. Медный провод проводит ток лучше, потому что медь имеет меньшее удельное сопротивление \(\rho\), а значит, большую проводимость \(\sigma\).
Электропроводность — свойство вещества, а электрический ток — направленное движение заряженных частиц. Большая проводимость не означает большую скорость каждого электрона: она означает меньшее сопротивление движению зарядов.
Что происходит с проводимостью металлического проводника при нагревании?
Главное
- В металлах электрический ток создаётся направленным движением свободных электронов.
- Удельная проводимость связана с удельным сопротивлением формулой \(\sigma=\frac{1}{\rho}\).
- При нагревании металла его сопротивление обычно увеличивается, а проводимость уменьшается.