Проводники, полупроводники, изоляторы и сверхпроводники

В зависимости от концентрации свободных зарядов тела делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники. Проводники -тела, в которых электрический заряд может перемещаться по всему его объему. Проводники делятся на две группы: 1)проводники 1 рода (металлы) - перенос в них зарядов (свободных электронов) не сопровождается химическими превращениями. 2) проводники 2 рода (пр. расплавленные соли, растворы кислот) – перенос в них зарядов (положительных и отрицательных ионов) ведет к химическим изменениям. . При увел. T, увеличивается R.

Диэлектрики (например, стекло, пластмассы) – тела, в которых практически отсутствуют свободные заряды.

Полупроводники (пр. германий, кремний) занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Указанное деление тел является весьма условным, однако большое различие в них концентраций свободных зарядов обусловливает огромные качественные различия в их поведении и оправдывает, поэтому деление тел на проводники, диэлектрики и полупроводники.  При увел. T, уменьшается R.

Сверхпроводники. Сопротивление металлов (например, Al, Pb, Zn и др.) и их сплавов при очень низких температурах, называемых критическими, характерных для каждого вещества, скачкообразно уменьшается до нуля, т. е. металл становится абсолютным проводником. Это явление, названо сверхпроводимостью. Практическое использование сверхпроводимых металлов затруднено из-за их низких критических температур. В наше время обнаружены и активно исследуются керамические материалы, обладающие сверхпроводимостью при температуре выше 100 К.

Сопротивление проводников

Немецкий физик Г. Ом экспериментально установил, что сила тока I, текущего проводнику, пропорциональна напряжению U на концах проводника: I=U/R

где R — электрическое сопротивление проводника. Это уравнение выражает закон Ома для участка цепи (не содержащего источника тока): сала тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротив­лению проводника. Единица сопротивления — ом (Ом). 1Ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1В течет постоянный ток 1 А.

Величина G=1/R называется электрической проводимостью проводника. Единица проводимости — сименс (См): 1 См — проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом. Сопротивление проводников зависит от его размеров и формы, а также от матери­ала, из которого проводник изготовлен. Для однородного линейного проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине / и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S: R = pl / S

где р — коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника и называемый удельным электрическим сопротивлением. Единица удельного элект­рического сопротивления — Ом метр (Ом • м). Наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро (1,6 -10-8 Ом-м) и медь (1,7-10-8 Ом-м).