Elektrijuhtivus: erinevus redaktsioonide vahel
P kirillitsas täht siselingis ladina tähega asendatud (+masintoim) using AWB |
|||
1. rida: | 1. rida: | ||
{{See artikkel|räägib aine võimest elektrit juhtida; keha elektrijuhtivust iseloomustava suuruse kohta vaata artiklit [[Juhtivus]]; aine elektrijuhtivust iseloomustava suuruse kohta vaata artiklit [[Erijuhtivus]]}} |
{{See artikkel|räägib aine võimest elektrit juhtida; keha elektrijuhtivust iseloomustava suuruse kohta vaata artiklit [[Juhtivus]]; aine elektrijuhtivust iseloomustava suuruse kohta vaata artiklit [[Erijuhtivus]]}} |
||
'''Elektrijuhtivus''' on [[keemiline aine|aine]] või [[materjal]]i või [[keha]] võime võimaldada endas [[elektrivool]]u [[elektriväli|elektrivälja]] toimel. |
'''Elektrijuhtivus''' on [[keemiline aine|aine]] või [[materjal]]i või [[keha]] võime võimaldada endas [[elektrivool]]u [[elektriväli|elektrivälja]] toimel. |
||
Aine elektrijuhtivust iseloomustav [[füüsikaline suurus]] on [[erijuhtivus]], mis on [[eritakistus]]e [[pöördsuurus]]. [[Keha]] elektrijuhtivust iseloomustav füüsikaline suurus on [[juhtivus]]. |
Aine elektrijuhtivust iseloomustav [[füüsikaline suurus]] on [[erijuhtivus]], mis on [[eritakistus]]e [[pöördsuurus]]. [[Keha]] elektrijuhtivust iseloomustav füüsikaline suurus on [[juhtivus]]. |
||
==Elektrijuhtivuse põhjused== |
==Elektrijuhtivuse põhjused== |
||
14. rida: | 14. rida: | ||
==Elektrijuhtivust iseloomustavad suurused ja nende seos teiste suurustega== |
==Elektrijuhtivust iseloomustavad suurused ja nende seos teiste suurustega== |
||
[[Elektrivoolu tugevus]] ''I'' sõltub juhile rakendatud [[potentsiaalide vahe]]st ''V'', mis määrab [[elektrivälja tugevus]]e ''Е'' juhis. |
[[Elektrivoolu tugevus]] ''I'' sõltub juhile rakendatud [[potentsiaalide vahe]]st ''V'', mis määrab [[elektrivälja tugevus]]e ''Е'' juhis. |
||
[[Konstant]]se [[ristlõige|ristlõikega]] [[isotroopia|isotroopse]] juhi korral ''Е'' = —''V''/''L'', kus ''L'' on juhi [[pikkus]]. [[Voolutihedus]] ''j'' mingis punktis sõltub väljatugevusest ''Е'' selles punktis ning on väljatugevusega samasuunaline. Seda sõltuvust väljendatakse [[Ohmi seadus]]ega: ''j'' = ''σЕ''; väljatugevusest sõltumatut [[kordaja]]t ''σ'' nimetatakse [[erijuhtivus]]eks; selle [[pöördsuurust]] ''ρ'' = 1/''σ'' nimetatakse [[eritakistus]]eks. Eri materjalide puhul on erijuhtivuse (ja eritakistuse) väärtused oluliselt erinevad. |
[[Konstant]]se [[ristlõige|ristlõikega]] [[isotroopia|isotroopse]] juhi korral ''Е'' = —''V''/''L'', kus ''L'' on juhi [[pikkus]]. [[Voolutihedus]] ''j'' mingis punktis sõltub väljatugevusest ''Е'' selles punktis ning on väljatugevusega samasuunaline. Seda sõltuvust väljendatakse [[Ohmi seadus]]ega: ''j'' = ''σЕ''; väljatugevusest sõltumatut [[kordaja]]t ''σ'' nimetatakse [[erijuhtivus]]eks; selle [[pöördsuurust]] ''ρ'' = 1/''σ'' nimetatakse [[eritakistus]]eks. Eri materjalide puhul on erijuhtivuse (ja eritakistuse) väärtused oluliselt erinevad. |
||
Üldjuhul on voolutiheduse sõltuvus väljatugevusest mittelineaarne ning kordaja ''σ'' sõltub väljatugevusest. Siis kasutatakse [[diferentsiaalne erijuhtivus|diferentsiaalset erijuhtivust]] ''σ'' = d''j''/d''E''. |
Üldjuhul on voolutiheduse sõltuvus väljatugevusest mittelineaarne ning kordaja ''σ'' sõltub väljatugevusest. Siis kasutatakse [[diferentsiaalne erijuhtivus|diferentsiaalset erijuhtivust]] ''σ'' = d''j''/d''E''. |
||
[[Anisotroopia|Anisotroopsetes]] keskkondades, näiteks [[ |
[[Anisotroopia|Anisotroopsetes]] keskkondades, näiteks [[monokristall]]ides, on ''σ'' [[teist järku tensor]]. [[Kristall]]is võib elektrijuhtivus olla eri suundades erinev, nii et väljatugevuse ja voolutiheduse [[vektor]] ei pruugi olla [[kollineaarsed vektorid|kollineaarsed]]. |
||
==Ainete liigitus elektrijuhtivuse järgi== |
==Ainete liigitus elektrijuhtivuse järgi== |
||
Erijuhtivuse (σ) järgi jaotatakse aineid järgmiselt: |
Erijuhtivuse (σ) järgi jaotatakse aineid järgmiselt: |
||
*[[elektrijuht|elektrijuhid]] – σ >10<sup>6</sup> S/m; |
*[[elektrijuht|elektrijuhid]] – σ >10<sup>6</sup> S/m; |
||
*[[pooljuht|pooljuhid]] – σ = 10<sup>6</sup>...10<sup> |
*[[pooljuht|pooljuhid]] – σ = 10<sup>6</sup>...10<sup>−8</sup> S/m; |
||
*[[dielektrik]]ud ehk mittejuhid – σ <10<sup> |
*[[dielektrik]]ud ehk mittejuhid – σ <10<sup>−8</sup> S/m. |
||
See jaotus on tinglik, sest erijuhtivus sõltub oluliselt aine olekust. |
See jaotus on tinglik, sest erijuhtivus sõltub oluliselt aine olekust. |
||
==Elektrijuhtivust mõjutavad tegurid== |
==Elektrijuhtivust mõjutavad tegurid== |
||
34. rida: | 34. rida: | ||
==Molekulaarkineetiline iseloomustus== |
==Molekulaarkineetiline iseloomustus== |
||
Laengukandjate vabadust iseloomustab [[vaba tee aeg|vaba tee aja]] ja [[karakteerne põrkumisaeg|karakteerse põrkumisaja]] [[jagatis|suhe]]: mida suurem see on, seda suurema õigusega võib laengukandjat nimetada vabaks. Erijuhtivust ''σ'' saab väljendada |
Laengukandjate vabadust iseloomustab [[vaba tee aeg|vaba tee aja]] ja [[karakteerne põrkumisaeg|karakteerse põrkumisaja]] [[jagatis|suhe]]: mida suurem see on, seda suurema õigusega võib laengukandjat nimetada vabaks. Erijuhtivust ''σ'' saab väljendada |
||
{{pooleli}} |
{{pooleli}} |
Redaktsioon: 21. august 2017, kell 21:08
See artikkel räägib aine võimest elektrit juhtida; keha elektrijuhtivust iseloomustava suuruse kohta vaata artiklit Juhtivus; aine elektrijuhtivust iseloomustava suuruse kohta vaata artiklit Erijuhtivus |
Elektrijuhtivus on aine või materjali või keha võime võimaldada endas elektrivoolu elektrivälja toimel.
Aine elektrijuhtivust iseloomustav füüsikaline suurus on erijuhtivus, mis on eritakistuse pöördsuurus. Keha elektrijuhtivust iseloomustav füüsikaline suurus on juhtivus.
Elektrijuhtivuse põhjused
Elektrivoolu juhtimise võime tuleneb liikumisvõimeliste laetud osakeste ehk laengukandjate (elektronide või ioonide) olemasolust aines. Elektrivälja mõjul hakkavad need osakesed korrapäraselt liikuma, moodustades elektrivoolu.
Laengukandjate loomuse järgi eristatakse järgmisi elektrijuhtivuse liike:
- elektronjuhtivus, näiteks metallides;
- elektronjuhtivus ja aukjuhtivus, pooljuhtides;
- ioonjuhtivus, näiteks elektrolüütides;
- elektron-ioonjuhtivus, näiteks plasmas.
Elektrijuhtivust iseloomustavad suurused ja nende seos teiste suurustega
Elektrivoolu tugevus I sõltub juhile rakendatud potentsiaalide vahest V, mis määrab elektrivälja tugevuse Е juhis.
Konstantse ristlõikega isotroopse juhi korral Е = —V/L, kus L on juhi pikkus. Voolutihedus j mingis punktis sõltub väljatugevusest Е selles punktis ning on väljatugevusega samasuunaline. Seda sõltuvust väljendatakse Ohmi seadusega: j = σЕ; väljatugevusest sõltumatut kordajat σ nimetatakse erijuhtivuseks; selle pöördsuurust ρ = 1/σ nimetatakse eritakistuseks. Eri materjalide puhul on erijuhtivuse (ja eritakistuse) väärtused oluliselt erinevad.
Üldjuhul on voolutiheduse sõltuvus väljatugevusest mittelineaarne ning kordaja σ sõltub väljatugevusest. Siis kasutatakse diferentsiaalset erijuhtivust σ = dj/dE.
Anisotroopsetes keskkondades, näiteks monokristallides, on σ teist järku tensor. Kristallis võib elektrijuhtivus olla eri suundades erinev, nii et väljatugevuse ja voolutiheduse vektor ei pruugi olla kollineaarsed.
Ainete liigitus elektrijuhtivuse järgi
Erijuhtivuse (σ) järgi jaotatakse aineid järgmiselt:
- elektrijuhid – σ >106 S/m;
- pooljuhid – σ = 106...10−8 S/m;
- dielektrikud ehk mittejuhid – σ <10−8 S/m.
See jaotus on tinglik, sest erijuhtivus sõltub oluliselt aine olekust.
Elektrijuhtivust mõjutavad tegurid
Ühe ja sellesama aine erijuhtivus sõltub temperatuurist, aine agregaatolekust, defektidest jt aine struktuuriomadustest ning magnetväljast, kiirgustest, tugevast elektriväljast jt välismõjudest.
Molekulaarkineetiline iseloomustus
Laengukandjate vabadust iseloomustab vaba tee aja ja karakteerse põrkumisaja suhe: mida suurem see on, seda suurema õigusega võib laengukandjat nimetada vabaks. Erijuhtivust σ saab väljendada
Artikli kirjutamine on selles kohas pooleli jäänud. Jätkamine on kõigile lahkesti lubatud. |