 |
|
Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме
Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме:
Где:
w - является мощностью тепла, выделяемого в единице объёма;
j - плотность электрического тока;
E - это напряжённость электрического поля;
σ - проводимость выбранной среды.
Учитывая закон Ома в дифференциальной 
, закон Джоуля–Ленца в дифференциальной форме может быть записан также в виде 
7. Классическая теория электропроводности металлов/
1.Носителями тока в металлах являются свободные электроны проводимости – валентные электроны атомов, оторвавшиеся от них.
2.Каждый электрон рассматривается как заряженная материальная точка с массой m и зарядом –e, где e =1.6⋅10−19Кл.
3.Движение каждого электрона подчиняется законам классической механики Ньютона.
4.Взаимодействием между электронами можно пренебречь, а их взаимодействие с атомами металла, являющимися узлами кристаллической решетки, происходит только путем соударений.
5.Поведение всей совокупности электронов в металле подобно поведению классического идеального газа, состоящего из молекул. Поэтому совокупность свободных электронов металла называют электронным газом. Подобно идеальному газу электроны участвуют в тепловом хаотическом движении. Основными характеристиками этого движения являются: средняя энергия частицы, средняя скорость υT, растущая как sqrt(T) с температурой, длина свободного пробега λ – среднее расстояние, проходимое электроном между двумя последовательными соударениями с узлами решетки.
6. Если в металле создать электрическое поле, то под действием сил этого поля электроны придут в упорядоченное движение, т.е. возникнет электрический ток. Это упорядоченное движение накладывается на хаотическое тепловое движение электронов. Следует отметить, что скорость упорядоченного движения υ много меньше средней скорости теплового движения υT даже при больших плотностях тока. Однако тепловое движение не влияет на характеристики тока, так как среднее число электронов, пересекающих при этом движении любую поверхность в одну сторону и противоположную ей, одинаково.
Недостатки:
Классическая теория не в состоянии объяснить явление сверхпроводимости.
…