Зависимость удельного сопротивления от абсолютной температуры при низких температурах: a – нормальный металл; b – сверхпроводник
- Носителями свободных зарядов в металлах являются электроны.
- Под действием электрического поля свободные электроны в металлах приобретают направленное движение, при этом хаотичность сохраняется.
Сила тока в проводнике Iпропорциональна дрейфовой скорости частиц. Поэтому сила тока пропорциональна разности потенциалов на концах проводника I ~ U. В этом состоит качественное объяснение закона Ома на основе электронной теории проводимости металлов.
В проводнике с площадью поперечного сечения S связь силы тока Iи дрейфовой скорости частиц v определяется формулой:
где n – концентрация носителей заряда, — заряд одной частицы.
- Удельное сопротивление проводника зависит от температуры.
- Температурная зависимость сопротивления проводника объясняется тем, что при нагревании проводника возрастает число столкновений носителей зарядов и изменяется их концентрация.
- Сверхпроводимость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура).
- Механизм сверхпроводимости объясняется квантовой физикой.