Cílem předmětu je seznámení se základními pojmy teorie elektromagnetického pole. Po prostudování modulu by měl student být schopen orientovat se v základní terminologii elektrotechniky, řešit elementární úlohy z elektro/magnetostatického pole, stacionárního a kvazistacionárního pole a měl by znát základní principy šíření elektromagnetických vln.
o
"elektronovém plynu", tvořeném neuspořádaně pohybujícími vodivostními elektrony.
Elektromagnetické jevy polovodičích jsou popsány níţe jen rozsahu nezbytně nutném pro
pochopení základů stacionárních jevů různých prostředích. Vzhledem obrovskému počtu částic
pouţíváme při rozboru mikroskopických dějů metod kinematické teorie plynů. velkých proudů tato driftová rychlost
poměrně malá, coţ souvisí obrovským počtem vodivostních elektronů objemové jednotce. Směr
intenzity el.7, ale v
počátcích historie nauky elektřině, kdy ještě nebyla známa struktura hmoty, byl referenční bod
zvolen kladný náboj směr elektrického proudu povaţoval směr pohybu kladného náboje.
Tekuté kovy jsou sice kapalinami, ale hlediska elektrotechniky jejich chování podstatě neliší od
pevných kovů. Takovéto
materiály mají velmi dobrou tepelnou vodivost. časově neproměnných stavech pak hovoříme jen proudu vedeném (jiné
názvy kondukční, transportní) zabýváme jím vodičů. mechanických vlastností jsou kovovou vazbou
určovány především plasticita, tvárnost houţevnatost.
.
Pohyb nosičů náboje látce velmi sloţitý.ve směru přírůstku, tedy gradientu, potenciálu), jak ukazuje obr. chaotickému tepelnému pohybu elektrickém poli
superponuje postupný pohyb (drift). Tyto elektro-
ny jsou kovů jen velmi slabě vázány vnější obalové sféře atomů, tvořících mříţku kovu mohou
se poměrně volně pohybovat mezi pevně zabudovanými zbytkovými ionty.Vliv prostředí elektromagnetické pole
54
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
m]
Supravodi
če
vodiče
Elektrolyty
IzolantyPolovodiče
Pro materiály pouţívané elektrotechnice elektrických magnetických obvodech význam jen
vazba kovová. Např. Při proudu přes
průřez cm2
je mědi 7,3.2. Působením vnějšího elektrického pole látku, dojde usměrněnému
pohybu volných elektronů, jehoţ důsledkem pro elektrické obvody výborná vodivost.
Na závěr této podkapitoly objasněme termín plošný proud, který bude pouţíván dalších
výkladech. O
jeho vyuţití bude hovořeno více souvislosti rozborem poměrů rozhraní dvou prostředí. proud přepočítaný pruh jednotkové šířky l, tedy proud tekoucí plochou =
lh, přičemţ praxi jedná proud tekoucí tenkou vrstvou vinutí nebo tenkou deskou. Natáčení elementárních dipólů izolantech při časové změně se
jeví jako posuvný proud. Podrobný rozbor této problematiky není
předmětem tohoto kurzu.10-5
cm/s. pole byl také označován kladného náboje zápornému.5)
kde náboj elektronu 1,602. Byla tom konečně jiţ řeč objasnění znaménka vztahu
E -grad .4)
v =
Sen
i
a nev
S
i
J (2.
Valenční elektrony jsou jádru vázány slabě při jejich vzájemnému přiblíţení dojde jejich
uvolnění. ţelezo, měď, zlato, stříbro sodík. Kovová vazba charakteristická pro látky, jejichţ atomy mají malý počet valenčních
elektronů vzhledem počtu vazebních orbitů, jako jsou např. třeba objasnit, proč intenzita uvaţována proti
skutečnému směru pohybu elektronů (skutečnému proudu). Mluvíme také např.
Potom proud: =
dt
dl
Sen
dt
eVnd
dt
dQ
)(
= neSv (2. Pro tento konvenční směr el.
proudu jsou formulovány všechny zákony pravidla celé dosavadní literatuře, takţe dnes tento
historický "omyl" respektován. Elektrony sice pohybují záporné
elektrody kladné, (tj. u
mědi 8,51022
vodivostních elektronů 3
. Účinkem elektrického pole
se superponuje chaotický pohyb elektronů usměrněná sloţka rychlosti, jejíţ vektor případě
elektronů orientován proti vektoru intenzity el. potom pohybují volně, avšak chaoticky meziatomovém prostoru mezi atomy
tvořícími krystalovou mříţku.10-19
C, Sdl vyšetřovaný objem. pole
