Электрические явления в контактах Явление Пельтье M 1 M 2 Явление Пельтье – при

через контакт двух проводников электрического тока помимо джоулева тепла выделяется

или поглощается (в зависимости от направления тока) дополнительное тепло QП – тепло Пельтье.

q – количество прошедшего электричества

 – коэффициент Пельтье

Причина явления Пельтье
Наличие контактной разности потенциалов (электроны ускоряются или замедляются под действием контактной разности потенциалов );
Различие кинетической энергии теплового движения электронов, образующих ток, в разных металлах.

+ – + – +
При

контакте произойдет диффузия электронов в p полупроводник и дырок в n полупроводник. Возникает приконтактная область (ПО), обедненная основными носителями тока.

Случай одинаковой основы полупроводников

Поле вытягивает электроны и дырки из ПО. Ее размер и, следовательно, сопротивление увеличивается. Ток практически не идет.

+

–

Поле насыщает ПО электронами и дырками. Ее размер и, следовательно, сопротивление уменьшается. Ток возрастает быстрее, чем приложенное напряжение.

–

+

конденсатором
без конденсатора

эмиттер Б – база

p–n перехода (БЭ, БК) закрыты, IБ , IЭ , IК

≈ 0. Транзистор закрыт.
UБ > 0 (UБ < UК) p–n переход БЭ открыт, БК – закрыт. Электроны из эмиттера инжектируются в базу. LD – длина диффузии (за время жизни) электронов в базе, lБ – толщина базы. Так как lБ << LD , то большинство электронов достигают коллектора и переходят в него как основные носители. Поэтому IК ≈ IЭ и IБ ≈ 0. Таким образом,

как для диода

> 0.6 В (кремниевые БТ) транзистор открыт и UЭ =

UБ – 0.6 В IК = IЭ

– коэффициент усиления

Закон Кулона в полевой форме
Уравнения описывают взаимодействие неподвижных зарядов и

не применимы в случае движущихся зарядов.

Пример:

Рассмотрим два неподвижных заряда. Один из них q’ в некоторый момент времени пришел в движение.
В силу конечности скорости распространения взаимодействия, заряд q “почувствует” движение заряда q’ спустя время t = r/c , где c – скорость света.

Закон Кулона в динамике не выполняется!

закона Кулона
В системе K заряды  неподвижны (j = 0), в

системе K они движутся с постоянной скоростью V. Причем, согласно СТО,   .
Сила, действующая на заряд в системе K , равна при любой скорости заряда q (что является следствием отсутствия в природе магнитных зарядов).

Рассмотрим две инерциальные системы K и K .

системе K сила, действующая на этот же заряд согласно СТО,

равна

где

– релятивистский импульс

по формулам преобразования силы

В свою очередь

где

магнитная постоянная

образом, переменное поле характеризуется двумя векторами E и B. Вектор

E называется напряженностью электрического поля. Вектор B называется индукцией магнитного поля. Само поле в этой связи называется электромагнитным полем. Обобщая на произвольное движение зарядов, получаем уравнения:

– сила Лоренца

– уравнения Максвелла

– скорость носителей заряда
– сила Ампера

элемент тока
2) линейный элемент тока
4) поверхностный элемент тока

поля
– уравнения магнитостатики
Согласно векторному анализу:

магнитного поля
– закон Био-Савара
для объемного элемента тока
для линейного элемента

тока

вектора dB направлены одинаково, поэтому
Переобозначая  как угол между направлением

на точку поля и проводником

Прямой ток

– бесконечный прямой ток

проводников с током
I1 ↑↑ I2 – притяжение I1 ↑↓ I2

– отталкивание