Электрическое сопротивление и проводимость

• Основы электродинамики

  • Электромагнитные поля могут быть описаны с помощью векторов магнитной индукции и напряженности электрического поля. 
  • Вектор магнитной индукции связан с электрическим током и может быть выражен через вектор напряженности электрического поля. 

• Электропроводность и удельное сопротивление

  • Удельное сопротивление (ρ) определяет способность материала препятствовать прохождению электрического тока. 
  • Проводимость (σ) — это обратная величина удельного сопротивления, которая показывает способность материала проводить электрический ток. 
  • В металлах проводимость высока из-за наличия свободных электронов, в то время как в полупроводниках и изоляторах она низкая из-за отсутствия свободных носителей. 

• Зонная теория и проводимость

  • Зонная теория объясняет, почему в металлах существует высокая проводимость, а в полупроводниках и изоляторах — низкая. 
  • Уровни энергии электронов в металлах близки к уровню Ферми, что позволяет им свободно перемещаться, в то время как в полупроводниках и изоляторах они находятся в запрещенной зоне. 

• Механизм проводимости в металлах

  • В металлах электроны могут свободно перемещаться, образуя «море» диссоциирующих электронов. 
  • При приложении напряжения электроны дрейфуют к положительной клемме, создавая большую плотность тока. 
  • Сопротивление металлов обусловлено температурой и чистотой, а также интерференцией электронных волн в решетке. 

• Проводимость в полупроводниках и электролитах

  • В полупроводниках проводимость увеличивается с увеличением плотности носителей заряда. 
  • В электролитах проводимость осуществляется за счет перемещения ионов, а не электронов или дырок. 
  • В биологических мембранах проводимость осуществляется через ионные каналы, контролируемые концентрацией ионов. 
  • Пересказана только часть статьи. Для продолжения перейдите к чтению оригинала.