План викладу матеріалу розділу

1	Класифікація провідникових матеріалів
2	Питомий опір провідників
3	Опір тонких плівок
4	Залежність питомого опору від температури
5	Зміна питомого опору при деформаціях
6	Явище надпровідності
7	Кріопровідність

Провідникові матеріали – речовини з високою електропровідністю. Провідники містять значну кількість вільних носіїв заряду, які в електричному полі набувають впорядкованого руху (рис.1).

Рис.1. Рух носіїв заряду в провіднику

Класифікація провідникових матеріалів

Провідникові матеріали можна класифікувати за різними ознаками: за агрегатним станом, за основними властивостями та іншими ознаками. На рис.2 наведена одна з класифікацій провідникових матеріалів.

Рис.2 Класіфікація провідникових матеріалів

Матеріали високої провідності застосовуються:

- для виготовлення обмоткових та монтажних проводів, кабелів зв’язку та силових;

- в надвисокочастотних хвилеводах малого загасання;

- для виготовлення електромагнітних екранів і т. ін.

Особливу групу провідників з дуже малим питомим опором при дуже низьких температурах утворюють надпровідники та кріопровідники.

До матеріалів високого опору належать сплави та метали з питомим опором не менше 0.3 мкОм·м, наприклад, манганін, константан, ніхром та інші сплави і метали. Вони застосовуються для виготовлення резисторів, електронагрівальних елементів, термопар і т.ін.

До рідких провідників належать розплавлені метали і рідкі електроліти. За нормальних умов з чистих металів лише ртуть є рідким провідником; у більшості металів температура плавлення висока. Рідкі провідникові матеріали застосовуються в різних датчиках, в акумуляторах, в хімічному виробництві.

Як газоподібні провідники застосовують гази при значеннях напруженості електричного поля, що перевищують деяке критичне значення і спричиняє іонізацію. Використовується також газова плазма – сильно іонізований газ з рівною кількістю електронів та позитивних іонів в одиниці об’єму. Відзначимо, що всі гази, пара, включаючи пару металів, в слабких електричних полях – діелектрики з високим питомим опором.

за механізмом протікання струму провідники поділяють на провідники першого роду, в яких струм обумовлений дрейфом вільних електронів (метали в твердому і рідкому стані), і провідники другого роду – електроліти, у котрих струм пов’язаний з переносом заряду іонами (розчини кислот, лугів, солей).

Основна причина провідності металічних провідників полягає в русі великої кількості вільних електронів рис.3. (“електронного газу”), що підтверджує ряд експериментальних результатів:

1) при тривалому проходженні струму через коло, складене лише з металевих провідників, не спостерігається проникнення атомів одного металу в інший;

2) при нагріванні металу до високих температур спостерігається емісія електронів з поверхні;

3) поява ЕРС на кінцях провідника, що швидко рухався, і різко зупиненого (рис.4) ;

4) зміна питомого опору провідника в магнітному полі в результаті викривлення траєкторії електронів.

До основних характеристик провідників слід віднести:

- питому провідність (або питомий опір ρ);

- питому теплопровідність λ_т;

- температурний коефіцієнт питомого опору ТК_ρ;

- контактну різницю потенціалів φ_к і термоелектрорушійну силу;

- фізичні параметри (температурний коефіцієнт лінійного розширення ТКl, температура плавлення Т_пл та ін.);

- механічні параметри (границя міцності на розтяг _р та ін.).

Рис.3. «Електронний газ» у провіднику Рис.4.Схема експерименту