Информационная карта по физике. 11 класс. Электрический ток в различных средах. Сверхпроводимость.
материал по физике (11 класс) на тему

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ

Электрическая проводимость ( электропроводность) -
- это физическая величина , обратная сопротивлению, характеризует свойство вещества проводить электрический ток.
R - сопротивление
1/ R - электрическая проводимость

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ

Носители свободных зарядов в металлах
- свободные электроны, которые упорядоченно перемещаются вдоль проводника под действием эл.поля с постоянной средней скоростью (из-за тормозного действия положительно заряженных ионов кристаллической решетки).
Металлы обладают электронной проводимостью.

Зависимость сопротивления проводника R от температуры:

При нагревании размеры проводника меняются мало, а в основном меняется удельное сопротивление.
Удельное сопротивление проводника зависит от температуры:

где ро - удельное сопротивление при 0 градусов,
t - температура,
 - температурный коэффициент сопротивления
( т.е. относительное изменение удельного сопротивления проводника при нагревании его на один градус)

Для металлов и сплавов 

Обычно для чистых металлов принимается 

Таким образом, для металлических проводников с ростом температуры

увеличивается удельное сопротивление, увеличивается сопротивление проводника 
и уменьшается эл.ток в цепи.

Сопротивление проводника при изменении температуры можно рассчитать по формуле:

R = Ro ( 1 + t )

где Ro - сопротивление проводника при 0 градусов Цельсия
t - температура проводника
 - температурный коэффициент сопротивления  

Явление сверхпроводимости

Открытие низкотемпературной сверхпроводимости: 
1911г. - голландский ученый Камерлинг - Оннес
наблюдается при сверхнизких температурах (ниже 25 К) во многих металлах и сплавах;
при таких температурах удельное сопротивление этих веществ становится исчезающе малым.  
В 1957 г. дано теоретическое объяснение явления сверхпроводимости:
Купер (США), Боголюбов (СССР)

1957г. опыт Коллинза: ток в замкнутой цепи без источника тока не прекращался в течение 2,5 лет.

В 1986 г. открыта (для металлокерамики) высокотемпературная сверхпроводимость (при 100 К).

Трудность достижения сверхпроводимости:
- необходимость сильного охлаждения вещества

Область применения:
- получение сильных магнитных полей;
- мощные электромагниты со сверхпроводящей обмоткой в ускорителях и генераторах.

В настоящий момент в энергетике существует большая проблема
- большие потери электроэнергии при передаче ее по проводам.

Возможное решение проблемы:
при сверхпроводимости сопротивление проводников приблизительно равно 0
и потери энергии резко уменьшаются.