Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: law of Ohm

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

The nonthermal interactions between electrons and metal crystalline lattice

Pike-Biegunski M. J.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

2001

z. 95

17--40

This paper proposes new theoretical explanation, and the experimental evidence, about the longitudinal forces in wires conducting electrical currents with high densities. Traditionally, from the times of Ampere, such forces were always thought to be electrodynamics in nature. The still existing opinion prevailed, that these longitudinal forces help to understand the nature of current/wire interactions: from wire stretching to explosion. Some researchers proposed what they called "Newtonian Electrodynamics", a peculiar new form of electromagnetism with rules differing from those of classical, Maxwellian electrodynamics. Such forces would be, accordingly to this concept, created under the high current density conditions. We abandoned this concept since it is not needed to explain the nature of the longitudinal forces in wires. We also developed a new concept, based not in electromagnetism, but in quantum mechanics instead. Accordingly to this new concept, there are two components, which pertain to the transport of energy from electrons to metal crystalline lattice: their kinetic energy and momentum. From a general perspective, kinetic energy is known to be transformed into a Joule's heat. On the other hand, the electrons' momentum allows for creating forces acting on the lattice. These two components must exist always, but they become visible under high current densities in conjunction. This in turn creates a new picture about the common laws of the electrical current. Such a novel approach is based on quantum mechanics, but also shows, that the electrical current phenomena must be always treated with the understanding of the atomic metal structure, known under the "crystalline - metallic" name. Once Joule and Ohm's old concept of the "uniform electrically conducting body" is applied, there remains no place for quantum mechanics. Without quantum mechanics, physics of electricity becomes the unreal science of the past, and the understanding of the electrical current phenomena in metals becomes artificial. The new findings presented here create a modified concept in the science of electricity, which requires a reexamination of some old rules, such as the laws of Ohm and Joule.

W niniejszej pracy poddano weryfikacji prawa Ohma i Joulea. W oparciu o zebrany materiał fenomenologiczny, bazując na zasadach zachowania pędu i energii elektronów w przewodniku metalicznym wykazano ograniczoność owych praw w ich istniejącej postaci. Wnioski oparto o rozważania kwantowo-mechaniczne, podbudowane wynikami doświadczeń. W szczególności wykazano, iż przekaz pędu elektronów do sieci krystalicznej metalu prowadzi do powstawania siły podłużnej w przewodniku, wiodącej do wystąpienia deformacji sprężystych lub niesprężystych jako funkcji gęstości prądu elektrycznego. Takie deformacje pochłaniając znaczną energię źródła prądu wiodą do powstawania pracy sił elektrotensometrycznych. Omawiane efekty są małe bądź zgoła niezauważalne w typowych utylitarnych zastosowaniach metali w elektrotechnice czy elektronice, kiedy to gęstość prądu nie przekracza wartości 5 x 103Acm-2. W przypadkach jednak prądów o dużej gęstości generowana jest fala dźwiękowa podłużna, przewodnik ulega rozciąganiu, zerwaniu jedno-punktowemu lub segmentacji, wreszcie może on nawet eksplodować. Prawa Joulea i Ohma w ogóle nie uwzględniają tych zjawisk, mimo iż Ampere i de la Rive już w roku 1822 opublikowali wyniki eksperymentów, w których demonstrowano istnienie oddziaływań podłużnych prądu z przewodnikiem. Takie nowe rozumienie oddziaływania prądu z metalem nie tylko w formie wydzielanego ciepła, ale także generowanych sił podłużnych modyfikuje fundamentalne zasady, na których opiera się fizyka prądu elektrycznego. Badania efektów wielkoprądowych będą zdaniem autora miały ogromny wpływ na dalszy rozwój nauki o prądzie elektrycznym oraz na postać elektrotechniki i elektroniki w 21 wieku.