1

AGH, Wydział Energetyki i Paliw, kierunek Energetyka
Rok 2014/2015
Inżynieria Materiałowa w Energetyce – ćwiczenia
Zajęcia 11 – zadania

Właściwości elektryczne ciał stałych

Literatura:

1. Materials Science and Engineering. An Introduction. W.D. Callister, John Wiley & Sons 2007.

Rozdz. 28. Electrical properties

2. Chemia Ciała Stałego, J. Dereń, J. Haber, R Pampuch, PWN 1975.

Rozdz. 3. Podstawowe pojęcia elektronowej teorii ciała stałego

Przewodnictwo elektryczne materiałów w temperaturze pokojowej.

Tabela 1. Metale.

Tabela 2. Półprzewodniki.

2

Tabela 3. Niemetale.

Zadanie domowe:

1.

a. Oblicz opór przewodu aluminiowego o średnicy 5 mm i długości 5 m.
b. Jakie byłoby natężenie prądu, jeżeli spadek napięcia pomiędzy końcami przewodu

wynosi 0,04 V?

c. Jaka byłaby gęstość prądu?
d. Jaka jest wielkość natężenia pola elektrycznego pomiędzy końcami przewodu.

2. Wyraź wartości przewodnictwa z tabel 1-3 w S/cm.

3. Oblicz przewodnictwo elektryczne właściwe cylindrycznej próbki krzemu o średnicy 7,0 mm i

długości 57 mm, przez którą osiowo przepływa prąd o natężeniu 0,25 A, a spadek napięcia
wielkości 24 V został zarejestrowany przy pomocy dwóch elektrod naniesionych na krzemie w
odstępie 45 mm. Oblicz opór elektryczny całego cylindra (57 mm).

4. Spadek napięcia na przewodzie aluminiowym o długości 10 m nie może przekraczać 1,0 V przy

przepływie prądu 5 A. Korzystając z danych z tabeli 1 oblicz minimalną średnicę przewodu.

5. Opór drutu ze stali węglowej o średnicy 3 mm nie powinien przekraczać 20 Ω. Korzystając z

danych z tabeli 1 oblicz maksymalną długość drutu.

6. Na podstawie ruchliwości elektronów (tabela 2) oblicz ich prędkość unoszenia w krzemie w

temperaturze pokojowej przy natężeniu pola elektrycznego 500 V/m. Jak długo w tych
warunkach zajmie elektronom pokonanie 25 mm?