их кулоновское отталкивание компенсируется действием магнитного
поля тока
.
Данный вопрос подробно рассмотрен в работах
[9, 10],
по
-
этому ограничимся только этим замечанием
.
Однако именно таким нарушением электронейтральности мож
-
но объяснить наблюдаемую в условиях
,
близких к изотермическим
,
квадратичную нелинейность вольт
-
амперной характеристики медно
-
го проводника при постоянном токе
[6],
аппроксимируемую стро
-
гой аналитической зависимостью
E
(
j
) =
aj
+
bj
2
,
в которой ква
-
дратичное по току слагаемое заметно проявляет себя при плотности
тока
j
10
8
А
/
м
2
и более
.
Поэтому при обычной плотности тока
j
10
8
А
/
м
2
эта нелинейность не может существенным образом по
-
влиять на результаты наших рассуждений
,
что подтверждают также и
выводы проведенного выше анализа уравнения энергетического балан
-
са процесса электропроводности
(5).
Сопоставляя соотношение
(6)
с законом Ома
~j
=
σ ~E
,
получаем
формулу
l
j
=
εε
0
neσ
j
=
τ
рел
ne
j
=
v
j
τ
рел
(7)
для указанного динамического смещения
“
центров масс
”
разноимен
-
ных зарядов
,
вызывающего деформационную электрическую поляри
-
зацию металлического проводника с током
.
Интересно
,
что последнее
соотношение в
(7)
аналогично по виду формуле для среднего значе
-
ния
“
длины свободного пробега
”
электронов проводимости в метал
-
ле
:
l
T
=
v
T
τ
ст
,
где
v
T
—
их средняя тепловая скорость
.
Таким обра
-
зом
,
процесс электрической проводимости порождает в металле элек
-
тронейтральные микрообласти
(div
~D
= 0
),
образно говоря
, “
полярные
молекулы
”,
с дипольным моментом
~p
j
=
e~l
j
,
ориентированным колли
-
неарно направлению тока
.
Фундаментальность величины динамического смещения
l
j
,
по сути
своей
“
длина релаксации
”
заряда в проводнике
,
состоит в том
,
что на
участках проводника такой длины падение электрического напряжения
(
разность электрических потенциалов
)
U
(
l
j
) =
Z
l
j
E
l
dl
=
E
(
l
j
)
l
j
2
=
w
e
(
j
)
ne
(8)
равно отношению объемных плотности электрической энергии
(3)
и
плотности носителей заряда в металле
.
Данный результат нетривиален
,
поскольку он в явном виде раскрывает физическую сущность разности
электрических потенциалов в проводнике
,
представляющей собой по
-
следовательно ориентированную совокупность
“
элементарных ячеек
”
ISSN 1812-3368.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. “
Естественные науки
”. 2005.
№
2
39
