電流 Electric Current:
電流的單位:安培(Ampere,A)
電流密度 Current density:
漂移速度 drift speed:
電阻(resistance, )、電阻率(resistivity, )
電阻為一個物體的性質。
電阻率為一個材料的性質。
電阻:
電阻的符號:
電阻率:
導電率(conductivity):
不是歐姆定律,這公式是對電阻的定義。
歐姆定律的本質是在於 V 與 I 是線性關係。 R 與 V 無關。
如果我們看導體的材料,而不是看導體的裝置。那 與 是相關的。
電路迴路中的功率:
功率的單位:瓦特(Watt,W)
【其他補充資料】:
因為電費帳單的關係我們常會把【仟瓦小時】當成是電單位。
一度電:一仟瓦小時,功率1仟瓦的電器,連續使用一小時,電表使用為『1度電』。
電暖器消耗功率為1200W,也就是說,當此電器連續使用1小時的時候,電表會跑1.2度
瓩:仟瓦
電器耗電量 1kW,使用電壓為 110V ....表示消耗電流為
【其他補充資料-2】:
市售延長線容許電流為 15A,最大功率大多為 1650W,如下圖所示。家用配電一個無熔絲開關可通過電流為 20A 或 30A。
下圖中,插座容許電流為 15A,延長線容許電流為 12A。延長線插座接了三個電器(電鍋 660W,熱水瓶 660W,電熨斗 770W),台電供應的電壓為 110V。
計算得到電鍋耗電 ,熱水瓶耗電 ,電熨斗耗電 ,三個電器耗電,已超過延長線容許電流 12A,會導致起火,引發火災。
因此,使用延長插座,務必小心!
提醒:一般家用電器,會發熱的,大都是高耗電電器~~
例如:電暖器、烤箱、微波爐、電熱水器、吹風機、......。
可以網路查詢相關電器用品的功率,計算連續使用一小時,會消耗多少度的電~
半導體(semiconductors):
對於導體
:單位體積內,帶電載子的數量。
:帶電載子碰撞間的平均時間。
當溫度下降時,m、e、n不變, 變大(帶電載子碰撞的時間變長), 電阻率變小。
半導體之所以可以導電,不是因為自由電子。半導體的價電子吸收熱之後,被激發而可以運動。當溫度下降,可被激發起來的電子數量減少,因此電阻率變大。
導體與半導體導電機制不同。因此,當溫度升高(或降低),其電阻率變大(或變小)的效應也會不同。
(1)半導體
原子:
原子核:
質子:帶正電(PS:質子帶的電量 與 電子帶的電量相同!)
中子:不帶電
電子:帶負電
離子:
當原子因為某種原因而獲得(多出)或失去(少掉)一個或多個最外層電子時,此原子即變成一個“離子”。
價電子:
電子軌域 s、p、d、f、g、…
最外層軌道上的電子
半導體(Semiconductor):
導體、絕緣體、半導體
四價元素(週期表中IVA族元素)外層有4個價電子
矽 Si、鍺 Ge—四價元素
各提供一個電子組成共價鍵
(2)二極體
摻雜(Doping):
P型半導體:
摻雜三價元素(硼B、鋁 Al、鎵 Ga、…)
P 表示positive;電洞可視為正電荷。
由於加入三價元素後會造成一個空缺,故三價元素又被稱為“受體原子”。
N型半導體:
摻雜五價元素(磷P、砷 As、碲 Ti、…)
N 表示negative;電子帶負電。
由於加入五價元素後會增加電子,故五價元素又被稱為“施體原子”。
PN二極體:
當P-N結合起來時,接合面(P-N junction)附近的電子會填入電洞中。
靠近接合面的N形半導體失去了電子後便成正離子,P形半導體失去了一些電洞後就變成負離子。
此時正離子會排斥電洞,負離子會排斥電子,從而阻止了電子與電洞的繼續結合,因而產生平衡狀態,使得作用不再發生。
在PN接合面(P-N junction)附近沒有載體(電子或電洞),只有離子之區域稱為空乏區(depletion region)
加偏壓:
順向偏壓:空乏區變小
逆向偏壓:空乏區變大
超導體(superconductors):
歷史上第一個發現的超導體:1911年,荷蘭科學家Kamerlingh Onnes發現約在4K時,水銀(汞,Hg)的電阻率會消失。這表示…當電荷在超導體中流動時,能量不會以熱能的方式消失損耗。
1908年,Onnes將氦(He)液化,4.2K。