- •Эл. Поле, напряженность, принцип суперпозиции
- •Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса
- •Потенциал, разность потенциалов, эквипотенциальные поверхности, работ сил при перемещении заряда.
- •Электрическое смещение, диэлектрическая проницаемость, теорема Гаусса для эл. Поля в диэлектрике.
- •Сегнетоэлектрики.
- •Потенциал. Энергия системы точеч. Зарядов.
- •Напряженность и потенциал. Связь между ними.
- •Параллельные и последовательные соединения конденсатора.
- •Диэлектрики. Поляризация
- •Виды поляризации диэлектрика. Поляризованность.
- •Проводники в электрическом поле.
- •Электроемкость, конденсаторы
- •Энергии заряженного проводника
- •Энергия заряженного конденсатора
- •Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии.
- •Магнитное поле, магнитная индукция
- •Постоянный эл. Ток.
- •Электродвижущая сила. Напряжение.
- •Закон Ома для однородного участка цепи
- •Затруднения классической и теории
- •Закон Видемана-Франца
- •Магнитный поток, теорема Гаусса.
- •Зависимость сопротивления металлов от температуры. Сверхпроводимость
- •Сила Лоренса.
- •Закон Био-Савара- Лапласа
- •Электромагнитное поле. Ток смещения
- •Магнитное поле в веществе.
- •Уравнения Максвелла в интегральной форме.
- •Уравнения Максвелла в дифференциальной форме:
- •Индуктивность контура самоиндукции
- •Поле соленоида.
- •Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора.
- •Электрические заряды и их свойства
- •Электромагнитная индукция. Закон Фарадея–Ленца.
- •Постоянный электрический ток. Условия существования.
- •Потенциальный характер электростатического поля
- •Вихревой характер магнитного поля. Циркуляция вектора магн. Индукции.
- •Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.
- •Собственная и примесная проводимость.
- •Применение теоремы Гаусса для расчета поля бесконечно заряженной плоскости.
- •Применение теоремы Гаусса к расчету поля, созданного 2-я однородными плоскостями.
- •Применение теоремы Гаусса к расчету поля бесконечной заряженной нити.
- •Применение теоремы Гаусса к расчету поля заряженной сферической поверхности.
- •Применение теоремы Гаусса для расчета поля заряженного шара.
- •Классическая теория электропроводности металлов и ее опытное обоснование.
- •Виды магнетиков.
- •Полупроводники с точки зрения зонной теории.
- •Проводники и диэлектрики.
- •Сила Ампера.
- •Принцип работы полупроводниковых диодов.
Проводники и диэлектрики.
Различия в электрических свойствах твердых тел объясняется в зонной теории различным заполнением электронами разрешенных энергетических зон и шириной запрещенной зоны. Эти два фактора определяют отнесение данного твердого тела к проводникам или диэлектрикам. Необходимым условием, для того, чтобы твердое тело могло быть проводником, является наличие свободных энергетических уровней, на которые электрическое поле сторонних сил могло бы перенести свои электроны. Зона, электроны которой участвуют в создании тока проводимости, называется зоной проводимости. В проводниках под действием электрического поля, создаваемого источником электрической энергии, валентные электроны увеличивают свою энергию и переходят на более высокие свободные энергетические уровни в зоне проводимости. При этом они приходят в упорядоченное движение и по кристаллу идет ток. В твердых диэлектриках энергетические зоны не перекрываются, и зона, объединяющая энергетические уровни валентных электронов атомов или ионов целиком заполнена электронами. Зона, целиком заполненная электронами, называется валентной. Пустые зоны являются зонами проводимости.
Сила Ампера.
Сила, действующая со стороны магнитного поля на проводники с токами, перемещенные в жто поле, называется силой Ампера. Закон Ампера: элементарная сила dF, действующая на малый элемент длины dl проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна силе тока в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника dl на магнитную индукцию B: dF=I[dl B]. dl–вектор с модулем dl, направленный в ту же сторону, что и вектор плотности тока в проводнике. Сила Ампера F, дейтсвующая в магнитном поле на проводник с током конечной длины, F=∫I[dl B], где интегрирование происходит по всей длине проводника.
P- n переход.
Область соприкосновения двух полупроводников с различными n- и p- типами проводимости называется электронно–дырочным переходом (p-n переходом). Соприкосновение двух таких полупроводников в результате перемещения электронов и дырок через поверхность раздела приводит к образованию двойного электрического слоя. Электроны из n-проводника переходят в p-проводник, а дырки перемещаются в противоположном направлении. Двойной слой, толщиной ℓ создает контактное электрическое поле с напряженностью Eпр и некоторой разностью потенциалов на границах слоя. Это поле препятствует дальнейшему встречному движению электронов и дырок. При определенной толщине p-n перехода наступает состояние равновесия, соответствующее выравниванию уровней Ферми в обоих полупроводниках, и образуется равновесный контактный слой, являющийся запирающим слоем, обладающим повышенным сопротивлением по сравнению с сопротивлением остальных объемов полупроводников.
Принцип работы полупроводниковых диодов.
При включении контактирующих n- и p- полупроводников во внешнюю цепь источника электрической энергии, внешнее электрическое поле, усиливая поле контактного слоя, вызовет движение электронов в n-проводнике и дырок в p-проводнике в противоположные стороны от контакта. Толщина запирающего слоя и его сопротивление будут возрастать. Такое направление внешнего электрического поля называется запирающим. В этом направлении ток через p-n переход практически не проходит. При изменении полярности внешнего приложенного напряжения внешнее электрическое поле с напряженностью Eвнешн направлено противоположно полю контактного слоя. Встречное движение электронов и дырок, перемещающихся под действием внешнего поля из глубины полупроводников к области p-n перехода, увеличивает число подвижных носителей тока на контакте. Толщина и сопротивление контактного слоя при этом уменьшаются, и в таком пропускном направлении электрический ток проходит через p-n переход. Вентильное действие p-n перехода аналогично выпрямляющемуся действию двухэлектродной лампы –диода, и полупроводниковое уст-во, содержащее один p-n переход, называется полупроводниковым диодом. Кристаллические триоды или транзисторы содержат два p-n перехода.