Электропроводность

Электрический ток есть упорядоченное движение заряжённых микрочастиц, называемых носителями тока, каковыми в твёрдых телах являются электроны проводимости и дырки. Под влиянием внешнего электрического поля напряженностью на беспорядочное тепловое движение носителей тока накладывается направленное дрейфовое движение. Плотность электрического тока , возникающего при этом, равна

(1)

где ( ), , - соответственно заряд ( = 1,6 10^-19 Кл), концентрация и дрейфовая скорость дырок или электронов.

Дрейфовая скорость при не слишком сильных полях (далее мы уточним это ограничение) пропорциональна

(2)

Коэффициент пропорциональности называют подвижностью носителей. С учетом (2) соотношение (1) можно представить в виде:

(3)

где

(4)

есть удельная проводимость или электропроводность вещества.

Следовательно, электропроводность определяется концентрацией и подвижностью носителей и зависит от физического состояния тела: температуры, давления и пр. Если электропроводность не зависит от напряженности электрического поля то соотношение (3) выражает закон Ома в дифференциальной или локальной форме. Величину, обратную электропроводности, называют удельным сопротивлением материала:

(5)

Электрическое сопротивление однородного проводника длины и поперечного сечения равно

(6)

Учитывая, что в однородном проводнике сила тока , а напряжение получаем из (3), (5) и (6) хорошо известную интегральную форму закона Ома:

(7)

где - проводимость образца.