第四部分 材料的电学性质(2) 第一节 电导的物理现象 第二节 离子电导 第三节 电子电导 第四节 玻璃态电导 第五节 无机材料的电导 第六节半导体陶瓷的物理效应
第四部分 材料的电学性质(2) 第一节 电导的物理现象 第二节 离子电导 第三节 电子电导 第四节 玻璃态电导 第五节 无机材料的电导 第六节 半导体陶瓷的物理效应
第一节 电导的物理现象 一.电导的宏观参数 V-LE I=s·j 电场E 电流密度1 1.电导率和电阻率 长L,横截面S的均匀导电体 图5.1欧姆定律示意图 两端加电压V根据欧姆定律 I-VR (6.1) 在这样一个形状规则的均匀材料,电流是均匀的, 电流密度J在各处是一样的,总电流强度 I-SJ (6.2)
第一节 电导的物理现象 一.电导的宏观参数 长L,横截面S的均匀导电体, 两端加电压V 根据欧姆定律 (6.1) 在这样一个形状规则的均匀材料,电流是均匀的, 电流密度J在各处是一样的,总电流强度 (6.2) I =V R I = SJ 1.电导率和电阻率
同样电场强度也是均匀的V=LE (6.3) 把(6.2)(6.3)代入(6.1)则: LE SJ R 除以S得: L E= SR p=R(SL)为材料的电阻率, 电阻率倒数为电导率, 即o=1/p,上式可写为 J=oE
为材料的电阻率,电阻率倒数为电导率, 即 ,上式可写为 同样 电场强度也是均匀的 (6.3) R LE SJ = E E SR L J 1 = = = R(S L) =1 J =E V = LE 把(6.2)(6.3)代入(6.1)则: 除以S得:
这是欧姆定律的微分形式: 微分形式的欧姆定律同样适用于非均匀情况。因为 对于非均匀材料,可以取一个小体积元,当其足够 小时,便可看成是均匀的。 把导体中某一点的电流密度和该处的电导率及电场 强度直接联系起来。导体中某点的电流密度正比于 该点的电场强度,比例系数为电导率σ
这是欧姆定律的微分形式: ⚫ 微分形式的欧姆定律同样适用于非均匀情况。因为 对于非均匀材料,可以取一个小体积元,当其足够 小时,便可看成是均匀的。 ⚫ 把导体中某一点的电流密度和该处的电导率及电场 强度直接联系起来。导体中某点的电流密度正比于 该点的电场强度,比例系数为电导率σ J E =
V=LE 2.体积电阻与体积电阻率 电场E 右图中电流由两部分组成 电流密度工 L 图5.1欧姆定律示意图 I=I,(体积电流+I.(表面电流 定义体积电阻 Ry= 表面电阻 R 代入上式得: R R
2.体积电阻与体积电阻率 右图中电流由两部分组成 (体积电流) (表面电流) V s I = I + I 定义体积电阻 表面电阻 V V I R = V S S I R = V 代入上式得: R RV RS 1 1 1 = +