Elektrotekno.com Ana Sayfa || Tezler, Makaleler vb.


Elektriksel iletkenlik

Kayıt: 16 Ağu 2005
Mesajlar: 3931

Offline
admin
Tarih: 05 03 2006 13:22

2. BÖLÜM: KATILARDA ELEKTRİKSEL İLETKENLİK
2.1.METALLERDE SERBEST ELEKTRON MODELLERİ

ELEKTRİK AKIMI

Aynı işaretli elektrik yükleri hareket ettiği zaman bir akımın varlığından söz edilir. Akımı daha iyi tanımlamak için yüklerin Şekil 2.1 deki gibi A alanlı bir yüzeye doğru dik olarak hareket ettiklerini farz edelim. Örneğin bu alan; bir telin dik kesit alanı olabilir. Akım bu yüzeye doğru giden yüklerin akış hızıdır. Bir t zaman aralığında bu alandan geçen yük miktarı Q ise, ortalama akım (Ior), yükün bu zamana oranına eşittir:

Şekil 2.1 A alanından geçen yükler. Yükün bu alan içine doğru zamanla akış hızı, I akımı olarak tanımlanır. Akımın yönü, pozitif yüklerin akış yönü olarak kabul edilmiştir.

Akımın (SI) deki birimi ampère (A) dir ve
1 A= 1 C/s (2.3)

dır. Yani, 1 A lik akım, yüzeyden 1 s de 1 C luk yük geçmesine özdeştir. Pratikte, miliampere(1 mA= 10-3 A) ve mikroampere (1 A=10-6 A) gibi akımın küçük birimleri sıkça kullanılmaktadır.
Şekil 2.1 deki yüzeyden akan yükler pozitif,negatif veya her ikisi de olabilir. Pozitif yükün akış yönünü, anlaşmalı olarak akım yönü olarak seçmek adettir. Bakır gibi bir iletkende akım, negetif yüklü elektronların hareketleriyle oluşur. Bu nedenle, bakır tel gibi basit bir iletkendeki akımdan söz ederken, akım yönü, elektronların akış yönüne zıt olacaktır. Öte yandan, bir hızlandırıcıdaki pozitif yüklü proton demeti söz konusu ise, akım, protonların hareket yönündedir. Bazı durumlarda akım, hem pozitif hem de negatif yük akışının bir sonucudur. Örneğin, yarı iletken ve elektrolitlerde böyledir. Pozitif de olsa negatif de olsa, taşınan yüke, hareketli yük taşıyıcı olarak bakılır. Örneğin, bir metalde yük taşıyıcıları elektronlardır.

Şekil 2.2 Dik kesit alanı A olan düzgün bir iletken parçası. Yük taşıyıcılar vd hızıyla hareket etmekteler ve t süresinde aldıkları yol x== vd t ile verilir. x uzunlukta, hareketli yük taşıyıcıların sayısı nAvd t ile verilir. Buradaki n, birim hacim başına düşen hareketli taşıyıcı sayısıdır.

Akımla, yüklü parçacıkların hareketi arasında ilişki kurmak öğreticidir. Bu ilişkiyi göstermek için kesit alanı A olan bir iletkeni (Şekil 2.2) ele alalım. x uzunluğundaki iletken elemanının hacmi (Şekil 2.2 deki koyu renkli kısım) A. x dir. Şayet n birim hacim başına düşen hareketli yük taşıyıcıların sayısını gösterirse, bu hacim elemenındaki hareketli yük taşıyıcılarının sayısı nAx ile verilir. Dolayısıyla, bu parçadaki Q yükü
Q= Yüklerin sayısı x parçacık başına düşen yük = (nAx)q
olarak verilir. Burada q, her bir parçacık üzerindeki yüktür. Şayet, yük taşıyıcılar vd hızıyla hareket ederlerse, t süresinde alacakları yol x= vd t ile verilir. Dolayısıyla, Q yükü
Q=(nAvdt)q
şeklinde yazabiliriz. Bu eşitliğin her iki tarafını t ye bölersek iletken akımının

Şekil 2.3 Bir iletkende yük taşıyıcının zikzak hareketinin şematik gösterimi. Yöndeki değişmeler, iletkendeki atomlarda olan çarpışmalar yüzündendir. Elektronların net hareketlerinin elektrik alanının tersi yönünde olduğuna dikkat ediniz. Zikzak yollar gerçekte parabolik kısımlardır.

Yük taşıyıcıların vd hızı, gerçekte ortalama bir hızdır ve buna sürüklenme hızı denir. Sürüklenme hızının manasını anlamak için, içindeki yük taşıyıcıları elektronlar olan bir iletken düşünelim. Yalıtılmış bir iletkende bu elektronlar, gaz moleküllerinin yaptığı gibi, rastgele bir hareket yaparlar. İletkenin uçlarına bir potansiyel uygulandığında (diyelim bir batarya ile) iletkende bir elektrik alanı oluşur. Bu alan, elektron üzerinde bir elektriksel kuvvet uygular ve dolayısıyla bir akım oluşur. Gerçekte elektronlar, iletken boyunca basitçe doğrusal olarak hareket etmezler. Bunun yerine, metal atomlarıyla peşpeşe çarpışarak karmaşık zikzak hareketler yaparlar (Şekil 2.3). Elektronlardan metal atomlarına aktarılan enerji, atomların titreşim enerjilerinin artmasına ve dolayısıyla iletkenin sıcaklığının yükselmesine sebep olur. Fakat bu çarpışmalara rağmen, elektronlar, iletken boyunca E ye ters yönde, sürüklenme hızı vd adı verilen bir ortalama hız ile yavaşça hareketine devam ederler. Bu alan, elektronlar üzerinde , onların çarpışmalarla kaybettikleri ortalama enerjiden daha fazla iş yapar; ki bu net akımla sonuçlanır. Sürüklenme hızları, çarpışmalar arasındaki ortalama hızdan çok küçüktür. Bu modeli ileride daha ayrıntılı inceleyeceğiz. İletken içinde elektronların çarpışmalarını, etkin bir iç sürtünme (veya sürtünme kuvveti) olarak düşünebiliriz. Bu durum, yün keçe ile doldurulan bir borunun içine doğru akan sıvı moleküllerinin maruz kaldığı kuvvete benzer.
Aşağıdaki alıntı yazı, telefon kablolarında elektronik iletimin, W.F.G. Swann tarafından yapılan ilginç ve eğlenceli bir anlatımıdır.


Reklamlar



Elektriksel iletkenlik


Benzer Konular
- Elektriksel potansiyel ders notu
- Elektriksel alan ders notu
- Elektrik Alan ve Elektriksel Potansitel

- Enerji iletim hatlarının oluşturduğu elektriksel ve manyetik alan

- Elektriksel büyüklüklerin ölçülmesi
- bldc elektriksel model
- Elektriksel Hesaplar Çizelgesi
- Transformatör Genel Elektriksel Özellikleri ve Gücünün Belirlenmesi
- Vodafone Staj Defteri Elektriksel Altyapı

- sayaclar arası elektriksel kilitleme projesi

- elektriksel kısmi boşalmaların ölçülmesi - deney rapotu - itü

Sitemize üyelik ve içeriğin indirilmesi tamamen ücretsizdir. Sitemizde paylaşılan tüm dokümanlar (Tezler, makaleler, ders notları, sınav soru cevaplar, projeler) paylaşımcıların bireysel çalışmaları olup telif hakları kendilerine aittir ya da açık bir şekilde kamusal alana yerleştirilmiş dokümanların birer kopyalarıdır. Kişilerin bireysel çalışmalarını sitemizde yüklemesinde, sitemizde paylaşıma teşvik eden puanlama sisteminin de etkisi büyüktür. Bunlara rağmen hala size ait olan ve burada bulunmasına izin vermediğiniz dokümanlar varsa iletişim bölümünden yöneticilere bildirmeniz durumunda derhal silineceklerdir.
Powered by phpBB | Translated by phpBB Türkiye | Ads by Google Adsense | Design by Crazy Bat based
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72