36.Закон джоуля-Ленца.

В электрической цепи

при прохождении тока

происходит ряд превращений

энергии. Во внешнем участке

цепи работу по перемещению

заряда совершают силы

стационарного электрического

поля и энергия этого поля

превращается в другие виды:

механическую, тепловую, химическую,

в энергию электромагнитного

излучения. Следовательно,

полная работа тока на внешнем

участке цепи.

В электрических устройствах

энергия электрического тока

превращается в другие виды

энергии. Например, в нагревательных

приборах – в теплоту, в

электрических лампочках – в

световую и тепловую энергию.

Превращение энергии из одного

вида в другой характеризуется

проделанной работой. Способность

электроустройств совершать

работу характеризуется мощностью.

Мощность обозначается буквой Р.

Единица измерения мощности ватт:

Вт или W. 1kW = 1000W (kW – киловатт)

1MW = 1000000W (MW – мегаватт)

Мощность может также измеряться

в лошадиных силах. 1л.с. = 736 Вт

= 0,736 кВт 1кВт = 1,36 л.с. Мощность

электрического устройства тем

больше, чем больший ток оно

потребляет и чем больше напряжение

на его клеммах: P = U·I P –

мощность (Вт, W); U – напряжение

(В, V); I – ток (А).Тепловое

действие электрического тока

впервые наблюдалось в 1801,

когда током удалось расплавить

различные металлы. Первое

промышленное применение этого

явления относится к 1808,

когда был предложен электрозапал

для пороха. Первая угольная

дуга, предназначенная для

обогрева и освещения, была

выставлена в Париже в 1802.

К полюсам вольтова столба,

насчитывавшего 120 элементов,

подсоединялись электроды из

древесного угля, и когда оба

угольных электрода приводились

в соприкосновение, а затем

разводились, возникал «сверкающий

разряд исключительной яркости».

Исследуя тепловое действие

электрического тока, Дж.Джоуль

(1818–1889) провел эксперимент,

который подвел прочную основу под

закон сохранения энергии. Джоуль

впервые показал, что химическая

энергия, которая расходуется на

поддержание в проводнике тока,

приблизительно равна тому количеству

тепла, которое выделяется в

проводнике при прохождении тока.

Он установил также, что выделяющееся

в проводнике тепло пропорционально

квадрату силы тока. Это наблюдение

согласуется как с законом Ома

(V = IR), так и с определением

разности потенциалов (V = W/q).

В случае постоянного тока за время

t через проводник проходит заряд

q = It. Следовательно, электрическая

энергия, превратившаяся в проводнике

в тепло, равна:

Эта энергия называется джоулевым

теплом и выражается в джоулях (Дж),

если ток I выражен в амперах, R – в омах,

а t – в секундах.

37.Полупроводники — материалы, которые

по своей удельной проводимости

занимают промежуточное место между

проводниками и диэлектриками и

отличаются от проводников сильной

зависимостью удельной проводимости

от концентрации примесей, температуры

и воздействия различных видов излучения.

Основным свойством этих материалов

является увеличение электрической

проводимости с ростом температуры.

У собственных полупроводников

число появившихся при разрыве

связей электронов и дырок одинаково,

т.е. проводимость собственных

полупроводников в равной степени

обеспечивается свободными электронами

и дырками.Проводимость примесных

полупроводников.Если внедрить

в полупроводник примесь с

валентностью большей, чем у

собственного полупроводника, то

образуется донорный полупроводник.

(Например, при внедрении в кристалл

кремния пятивалентного мышьяка.

Один из пяти валентных электронов

мышьяка остается свободным). В

донорном полупроводнике электроны

являются основными, а дырки

неосновными носителями заряда.

Такие полупроводники называют

полупроводниками n- типа, а

проводимость электронной.

Если внедрять в полупроводник

примесь с валентностью меньшей,

чем у собственного полупроводника,

то образуется акцепторный полупроводник.

(Например, при внедрении в кристалл

кремния трехвалентного индия. У каждого

атома индия не хватает одного электрона

для образования парноэлектронной связи

с одним из соседних атомов кремния.

Каждая из таких незаполненных связей

является дыркой). В акцепторных

полупроводниках дырки являются

основными, а электроны неосновными

носителями заряда. Такие полупроводники

называются полупроводниками p- типа,

а проводимость дырочной.

p-n - ПЕРЕХОД (электронно-дырочный

переход) - слой с пониженной

электропроводностью, образующийся

на границе полупроводниковых

областей с электронной (n-область)

и дырочной (р-область) проводимостью.

Различают гомопереход, получающийся в

результате изменяющегося в пространстве

легирования донорной и акцепторной

примесями одного и того же

полупроводника (напр., Si), и

гетеропереход ,в к-ром р-область

и n-область принадлежат разл.

полупроводникам. Термин "р - п.-П."

как правило, применяют к гомопереходам.

Обеднённый слой. Из-за большого

градиента концентрации электронов

(п)и (обратного ему по знаку)

градиента концентрации дырок (р)в р - n-П.

происходит диффузионное перетекание

электронов из п-об-ласти в р-область и

дырок в обратном направлении. Его

следствием является накопление избыточного

положит. заряда в n-области и

отрицательного - в р-области При этом

появляется электрич. поле, направленное

из n-области в р-область, действие

к-рого на электроны и дырки

(при термодинамич. равновесии)

компенсирует действие градиентов

концентрации, т. е. диффузионные потоки

электронов и дырок уравновешиваются

дрейфовыми потоками во внутреннем

электрич. поле Евн перехода. Поле

Евнобусловливает диффузионную разность

потенциалов VД (аналог контактной

разности потенциалов), величина к-рой

(для невырожденных носителей) в р-

и n-областях выражается ф-лой