Электрические свойства "p-n" перехода
"p-n" переход (или электронно-дырочный переход) - область контакта двух полупроводников, где происходит смена проводимости с электронной на дырочную (или наоборот). В кристалле полупроводника введением примесей можно создать такие области. В зоне контакта двух полупроводников с различными проводимостями будет проходить взаимная диффузия. электронов и дырок и образуется запирающий электрический слой. Электрическое поле запирающего слоя препятствует дальнейшему переходу электронов и дырок через границу. Запирающий слой имеет повышенное сопротивление по сравнению с другими областями полупроводника.
Внешнее электрическое поле влияет на сопротивление запирающего слоя. При прямом (пропускном) направлении внешнего эл.поля эл.ток проходит через границу двух полупроводников. Т.к. электроны и дырки движутся навстречу друг другу к границе раздела, то электроны, переходя границу, заполняют дырки. Толщина запирающего слоя и его сопротивление непрерывно уменьшаются.
Полупроводник с одним электронно-дырочным переходом называют полупроводниковым диодом.
Билет 12
Магнитное поле. Открытие магнитного поля. Постоянные магниты.
Силовые магнитные линии всегда замкнуты и направлены по правому винту.
- Постоянный магнит.
Магнитные свойства обнаруживает движущийся заряд - ток. Вокруг тока возникает магнитное поле. Посредством магнитного поля движущиеся заряды взаимодействуют друг с другом и с постоянными магнитами.
Магнитные свойства постоянных магнитов обусловлены существованием в них круговых токов: движение электронов вокруг ядер атомов и вращение электронов и ядер вокруг их собственных осей.
Из истории открытия магнитного поля тока Магнитные явления были известны ещё в древнем мире: компас был изобретён более 4000 лет назад, и к XII веку он стал известен в Европе. Однако только в XIX веке была обнаружена связь между электричеством и магнетизмом, и возникло представление о магнитном поле.
Силовые линии полей параллельных проводников с током представляют собой концентрические окружности «расходящиеся» вокруг каждого проводника, в том числе туда, где находится второй проводник. Поэтому на него действует магнитное поле, созданное первым проводником, и наоборот: магнитное поле, созданное вторым проводником, достигает первого и действует на него.
Постоянные магниты – это тела, длительное время сохраняющие намагниченность. Основное свойство магнитов: притягивать тела из железа или его сплавов (напр. стали).
Постоянный магнит всегда имеет 2 магнитных полюса: северный ( N ) и южный (S ). Наиболее сильно магнитное поле постоянного магнита у его полюсов.
Магниты бывают естественные ( природные) из железной руды магнитного железняка и искусственные, полученные намагничиванием железа при внесении его в магнитное поле.
Взаимодействие магнитов : одноименные полюса отталкиваются, а разноименные полюса притягиваются. Взаимодействие магнитов объясняется тем, что любой магнит имеет магнитное поле, и эти магнитные поля взаимодействуют между собой.
Билет 13
Действия магнитного поля на проводники с током. Закон Ампера. Правило левой руки. Магнитная индукция. Магнитный поток.
Магнитное поле действует с некоторой силой на любой проводник с током, находящийся в нем. Если проводник, по которому протекает электрический ток подвесить в магнитном поле, например, между полюсами магнита, то магнитное поле будет действовать на проводник с некоторой силой и отклонять его.
Направление движения проводника зависит от направления тока в проводнике и от расположения полюсов магнита.
Закон Ампера
Сила Ампера сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, помещенный в это магнитное поле.
Fa = B L I sin α,
B – магнитная индукция
L – длина проводника
I – сила тока
Правило левой руки – если расположить левую руку так, чтобы силовая линия индукции входила в ладонь, а вектор v был направлен вдоль четырех пальцев, то отставленный большой палец покажет направление силы F , с которой магнитное поле действует на положительный заряд q. На отрицательный заряд, движущийся в том же магнитном поле, действует противоположено направленная сила.
Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.
В однородном магнитном поле, модуль вектора индукции которого равен В, помещен плоский замкнутый контур площадью S. Нормаль n к плоскости контура составляет угол a с направлением вектора магнитной индукции В.
Магнитным потоком через поверхность называется величина Ф, определяемая соотношением:
Φ = B · S · cos α
Единица измерения магнитного потока в систем СИ - 1 Вебер (1 Вб).
Билет 14
Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Правило левой руки.
Пусть
в однородное поле влетает положительный
заряд q
со скоростью v
перпендикулярно линиям индукции
магнитного поля. В этом случае заряженная
частица движется по окружности в
плоскости, перпендикулярной линиям
индукции. А это значит, что на частицу
действует сила
3)
F
=
, перпендикулярная
вектору скорости v
и направленная к центру окружности.
исследуя в вакууме зависимость этой
силы от заряда q
частицы, скорости ее движения v
и свойств магнитного поля, характеризующихся
векторной величиной В, Лоренц установил,
что сила, с которой магнитное поле
действует на движущийся заряд определяется
по формуле
Fa
= B
L
I
sin
α,
B – магнитная индукция
L – длина проводника
I – сила тока
Правило левой руки – если расположить левую руку так, чтобы силовая линия индукции входила в ладонь, а вектор v был направлен вдоль четырех пальцев, то отставленный большой палец покажет направление силы F , с которой магнитное поле действует на положительный заряд q. На отрицательный заряд, движущийся в том же магнитном поле, действует противоположено направленная сила.
Билет 15
Электромагнитная индукция. Опыт Фарадея. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
Явление возбуждения электрического тока в контуре (в замкнутом проводнике) с помощью магнитного поля называют электромагнитной индукцией.
Фарадей обнаружил, что если намотать на какой-либо сердечник две проволочные обмотки и в одной из них менять силу тока, например, замыкая или размыкая цепь первичной обмоток, то во вторичной обмотке возникает ток, несмотря на то что обмотки изолированы друг от друга.
Затем Фарадей установил, что ток во вторичной обмотке резко усиливается, если сердечником является железо. Далее оказалось, что обмотку с током можно заменить магнитом и ток в катушке возникает либо при перемещении катушки относительно магнита, либо, наоборот, при перемещении магнита в катушке.