第四章 稳恒电流.pptVIP

电子平均自由程，平均热运动速度，一般情况，所以：第29页，共70页，星期日，2025年，2月5日1）费米-狄拉克分布2）波粒二相性电子是费米子，泡利不相容原理费米面（Cu：?F=7.03eV）量子力学中vF与T无关，??1/T2.量子解释第30页，共70页，星期日，2025年，2月5日1.电场很强时 E103-104V/m 此时漂移速度很大，可与热运动速度相比，，它会受到E影响： 另外，高能电子与正离子“晶格”碰撞会使正离子进一步电离，此时自由电子数密度n将随E增大，n=n(E)，非线性程度加剧。四、欧姆定律的失效问题第31页，共70页，星期日，2025年，2月5日2.低气压下的电离气体3.晶体管、电子管中，I、U的关系非线性4.超导介质、各向异性介质第32页，共70页，星期日，2025年，2月5日§4-3电源及电动势一、电源的定义 1.稳恒电流必须有非静电力稳恒电流必须是闭合的。静电场是非闭合的，因此若只有静电场，无法形成稳恒电流。 2.电源提供非静电力的装置正负极第33页，共70页，星期日，2025年，2月5日 3.电源作用在外电路中产生静电场。在电源内部产生非静电力，使电流由负极流向正极，保证稳恒电流的闭合性。4.非静电力存在时的欧姆定律第34页，共70页，星期日，2025年，2月5日定义： 将单位正电荷由电源内部从负极移到正极时非静电力所做的功。闭合回路的电动势： 二、电动势第35页，共70页，星期日，2025年，2月5日1.化学电源 通过化学反应提供非静电力（化学能?电能）Cu2+?Cu棒，平衡时Cu棒 与溶液电势差0.337V；Zn棒?Zn2+，平衡时溶液 与Zn棒电势差0.7663V；溶液为等势体，所以Cu棒 与Zn棒间电势差1.1V。丹聂尔电池三、常见的几种稳恒电源第36页，共70页，星期日，2025年，2月5日干电池第37页，共70页，星期日，2025年，2月5日一次电池放电过程中的化学反应不可逆，放电后无法通过充电的方式使其复原再使用。锌锰干电池、锌汞电池、镉汞电池、锌银电池、锂亚硫酰电池二次电池放电过程中的化学反映可逆，可多次充放电循环使用。铅酸电池、镉镍电池、锌银电池、锌氧电池、氢镍电池储备电池正负极活性物质和电解液在储存期间不接触，在使用前临时令电解液与电极接触。镁银电池、锌银电池、铅高氨酸电池、钙热电池燃料电池这类电池可把活性物质连续注入电池，从而使电池能长期不断放电。氢氧燃料电池、肼空燃料电池化学电池的分类第38页，共70页，星期日，2025年，2月5日 利用温差电效应提供非静电力（热能?电能）接触电势差 两种不同金属接触时，两金属间会产生电势差（1821，塞贝克）－塞贝克效应。 接触电势差与温度有关。温差电动势在温差不大时：ABT1BAT22.温差电源第39页，共70页，星期日，2025年，2月5日a：塞贝克系数。 金属： 0－80?V/K 半导体： 50－1000?V/K温差电堆 由多个温差电池串连而成， 可获得实用的电动势。热电偶 温度测量。第40页，共70页，星期日，2025年，2月5日利用光电效应提供非静电力（光能?电能）如：硅、硫化镉、锑化镉、砷化镓等太阳能电池。3.光电池第41页，共70页，星期日，2025年，2月5日 利用核反应提供非静电力（核能?电能） ?粒子带+2e电量，打到收集板B上使B带正电，铅盒A带负电，所能达到的电动势取决于?粒子的能量E?。 如：放射源为241Am（镅）时，其?粒子能量为4.7MeV，则能获得的电动势为2.35MV。4.核能电池第42页，共70页，星期日，2025年，2月5日 非静电力存在时： 对全电路积分：四、全电路欧姆定律第43页，共70页，星期日，2025年，2月5日 1.稳恒电路特点均匀导体内部无宏观电荷（?=0）电荷分布在导体外表面和导体不均匀处。外电路中，电流线和电力线方向一致，并且必须平行于导体表面。在电源内部，电流线由和共同决定。五、稳恒电路的特点第44页，共70页，星期日，2025年，2月5日调节电荷分布 在电流达到稳恒的过程中，静电场担负着重要的调节作用。静电场起着能量中转的作用在整个闭合电路中静电场做的总功为0。在电源内部，非静电力反抗静电场做功，将非静电能转化为静电能。