電でん傳導でんどう

本条ほんじょう目め中ちゅう，向むかい量りょう與あずか标量分別ふんべつ用よう粗そ體からだ與あずか斜體しゃたい顯示けんじ。例れい如，位置いち向こう量りょう通どおり常用じょうよう $\mathbf {r} \,\!$ 表示ひょうじ；而其大小だいしょう則そく用よう $r\,\!$ 來らい表示ひょうじ。

電でん傳導でんどう（英語えいご：electrical conduction）是ぜ指ゆび介かい質しつ內，載の電荷でんか的てき粒子りゅうし的てき運動うんどう。稱しょう這些粒子りゅうし為ため電荷でんか載の子こ。它們的てき運動うんどう形成けいせい了りょう電流でんりゅう。這運動うんどう可能かのう是ぜ因いん為ため感かん受到電場でんじょう的てき作用さよう而產生せい的てき，或ある是ぜ因いん為ため載の子分こぶん佈的不ふ均ひとし勻引發はつ的てき擴散かくさん機き制せい的てき結果けっか。對たい於不同ふどう的てき物質ぶっしつ，電荷でんか傳でん輸的物理ぶつり參まいり數也かずや不同ふどう。根ね据すえ物ぶつ质电传导性的てき不同ふどう可か以分为导体和わ绝缘体たい。常つね见的导体有ゆう金属きんぞく，电解质溶液ようえき或ある液体えきたい。常つね见的绝缘体たい有ゆう干ひ燥的木材もくざい、塑料、橡とち胶。

歐おう姆定律ていりつ明確めいかく地ち描述了りょう金屬きんぞく和わ電でん阻器的まと電でん傳導でんどう。歐おう姆定律ていりつ闡明せんめい，電流でんりゅう與あずか外そと加か的てき電場でんじょう成なり正せい比ひ，在ざい一いち個こ物質ぶっしつ內，由ゆかり於外加か的てき電場でんじょう $\mathbf {E} \,\!$ 而產生せい的てき電流でんりゅう密度みつど $\mathbf {J} \,\!$ ，可か以用方程式ほうていしき表ひょう達たち為ため

$\mathbf {J} =\sigma \mathbf {E} \,\!$ ；

其中，$\sigma \,\!$ 是ぜ物質ぶっしつ的てき電導でんどう率りつ；

或ある者もの，

$\mathbf {E} =\rho \mathbf {J} \,\!$ ；

其中，$\rho \,\!$ 是ぜ物質ぶっしつ的てき電でん阻，是ぜ $\sigma \,\!$ 的てき倒たおせ數すう。

在ざい半導體はんどうたい元もと件けん裏うら，電でん傳導でんどう是ぜ由よし電場でんじょう作用さよう和わ擴散かくさん這兩種しゅ物理ぶつり機き制せい共同きょうどう引發的てき。因よし此，電流でんりゅう密度みつど可か以表達たち為ため

$\mathbf {J} =\sigma \mathbf {E} +D{\boldsymbol {\nabla }}(qn)\,\!$ ；

其中，$D\,\!$ 是ぜ擴散かくさん常數じょうすう，$q\,\!$ 是これ電荷でんか量りょう，$n\,\!$ 是ぜ電子でんし的てき體積たいせき密度みつど。

由よし於電子でんし的てき電荷でんか量りょう是ぜ負ふ值，載の子こ是ぜ朝あさ著ちょ電子でんし密度みつど遞減ていげん的てき方向ほうこう移動いどう。因よし此，對たい於電子こ，假かり若わか電子でんし密度みつど的てき梯はしご度ど是正ぜせい值，則のり電流でんりゅう是ぜ負ふ值；假かり若わか載の子こ是ぜ電でん洞ほら，則のり必須ひっす將はた電子でんし密度みつど $n\,\!$ 改あらため換かわ為ため電でん洞ほら密度みつど $p\,\!$ 的てき負ふ值：

$\mathbf {J} =\sigma \mathbf {E} -D{\boldsymbol {\nabla }}(qp)\,\!$ ；

對たい於線せん性せい異い向性こうせい物質ぶっしつ，$\sigma \,\!$ 、$\rho \,\!$ 、$D\,\!$ ，都みやこ是ただし張ちょう量りょう。

經典きょうてん概念がいねん

德とく鲁德模型もけい中ちゅう的てき电子（蓝色）不断ふだん在ざい较重的てき、静止せいし的てき晶あきら体からだ离子中ちゅう间（红色）撞來撞去。

設しつらえ想そう外がい電場でんじょう $\mathbf {E} \,\!$ 作用さよう於某物體ぶったい。在ざい這物體ぶったい內，電荷でんか量りょう為ため $q\,\!$ 的てき自由じゆう電子でんし，感受かんじゅ到いた電場でんじょう力りょく $\mathbf {F} =q\mathbf {E} \,\!$ ，會かい呈てい現げん加速かそく運動うんどう。

沒ぼつ有ゆう任にん何なん障礙しょうがい阻止そし這運動うんどう，自由じゆう電子でんし的てき速度そくど會かい變へん得とく越來ごえく越えつ大だい。然しか而，每まい經過けいか一いち段だん時間じかん $t\,\!$ ，自由じゆう電子でんし會かい碰撞到其它原子げんし的てき阻礙，使つかい其速度そくど回歸かいき為ため熱ねつ速度そくど (thermal velocity) 。這樣，自由じゆう電子でんし的てき運動會うんどうかい呈てい現げん不斷ふだん的てき加速かそく與あずか碰撞。每まい一いち次じ碰撞，累積るいせき的てき動どう量りょう $\mathbf {P} \,\!$ 平均へいきん為ため

$\langle \mathbf {p} \rangle =q\mathbf {E} t$ ；

其中，角かく括弧かっこ代表だいひょう平均へいきん程ほど序じょ。

所以ゆえん，電流でんりゅう密度みつど $\mathbf {J} \,\!$ 為ため

$\mathbf {J} =nq\langle \mathbf {v} \rangle =nq\langle \mathbf {p} \rangle /m=\left({\frac {nq^{2}t}{m}}\right)\mathbf {E} \,\!$ ；

其中，$n\,\!$ 是ぜ電子でんし密度みつど，$\mathbf {v} \,\!$ 是ぜ自由じゆう電子でんし的てき平均へいきん速度そくど，$m\,\!$ 是ぜ電子でんし質量しつりょう。

這經典きょうてん模型もけい是ぜ由ゆかり保ほ羅ら·德とく鲁德於 1900 年ねん提出ていしゅつ，稱たたえ為ため德とく鲁德模型もけい。從したがえ這模型がた得え到いた了りょう一いち個こ重要じゅうよう結果けっか：電流でんりゅう密度みつど與あずか電場でんじょう成なり正せい比ひ，比例ひれい是ぜ物質ぶっしつ的てき電導でんどう率りつ $\sigma \,\!$ 。

電解でんかい質しつ

在ざい電解でんかい液えき裏うら的てき電流でんりゅう是ぜ載の有ゆう電荷でんか的てき離はなれ子こ流りゅう。例れい如，施ほどこせ加か電場でんじょう於 Na⁺ 和わ Cl^– 的てき溶液ようえき。那な麼，鈉離子こ會かい不斷ふだん地ち移うつり向こう負まけ極きょく；而氯離はなれ子こ會かい往正極きょく移動いどう。在ざい正常せいじょう狀況じょうきょう下か，氧化還かえ原げん反應はんのう會かい發生はっせい於電極でんきょく表面ひょうめん，將はた氯離子こ的てき電子でんし釋放しゃくほう出來でき，經過けいか導線どうせん傳でん輸到另外一いち端はし，讓ゆずる電子でんし被ひ鈉離子こ吸收きゅうしゅう。

水みず-冰混和物あえもの和わ某ぼう些稱為ため質しつ子こ導體どうたい (proton conductor) 的てき固かた態たい電解でんかい質しつ，含有がんゆう可か移動いどう的てき正價せいか氫離子こ。對たい於這些物質ぶっしつ，電流でんりゅう是ぜ由よし移動いどう的てき質しつ子こ形成けいせい的てき。

在ざい某ぼう些電解でんかい質しつ混合こんごう物ぶつ裏うら，一群鮮豔著色的離子形成了移動的電荷。這些離はなれ子こ的てき緩慢かんまん移動いどう所しょ形成けいせい的てき電流でんりゅう，可か以用人じん眼め直ちょく接地せっち觀かん察到。

氣體きたい和わ電でん漿

對たい於空氣き和わ一いち些普通どおり氣體きたい，假設かせつ施ほどこせ加か的てき外そと低てい於击穿电場阈值，電でん傳導でんどう的てき主要しゅよう電荷でんか載の子こ是ぜ由ゆかり放射ほうしゃ性せい氣體きたい、紫むらさき外がい光こう和わ宇宙うちゅう射しゃ線せん造成ぞうせい的てき相當そうとう少數しょうすう量的りょうてき可か移動いどう離はなれ子こ。由よし於電導でんどう率りつ非常ひじょう低ひく，氣體きたい是ぜ電でん介かい質しつ或ある絕緣ぜつえん質しつ。但ただし是ぜ，一當施加的外電場超過击穿值時，由ゆかり於電場じょう力りょく的てき作用さよう，自由じゆう電子でんし呈てい加速かそく運動うんどう，動どう能のう變へん得どく相當そうとう大だい，足そく夠以碰撞機き制せい來らい製造せいぞう更さら多た的てき自由じゆう電子でんし，或ある用よう雪崩なだれ击穿的まと機き制せい將はた中性ちゅうせい氣き態たい原子げんし或ある中子なかご電離でんり。這程序じょ形成けいせい了りょう電でん漿，含有がんゆう很多的てき可か移動いどう的てき電子でんし和正かずまさ離はなれ子こ，使つかい電でん漿的物理ぶつり行為こうい變へん得とく就像一いち個こ導體どうたい。這程序じょ的てき傳導でんどう路ろ徑みち上じょう，會かい有ゆう光波こうは發射はっしゃ出來でき，像ぞう電光でんこう (spark) 、電でん弧こ、閃電等ひとし等ひとし。

電でん漿態是ぜ一いち種しゅ物質ぶっしつ態たい。當とう氣體きたい的てき分子ぶんし或ある原子げんし的てき一いち些電子でんし被ひ電離でんり時とき，稱しょう此狀態じょうたい的てき物質ぶっしつ為ため電でん漿。非常ひじょう高だか的てき溫度おんど，或ある強大きょうだい的てき電場でんじょう或ある磁場じば的てき作用さよう，會かい產さん生せい電でん漿。由よし於電子でんし的てき質量しつりょう很小，當とう施ほどこせ加か電場でんじょう時じ，電でん漿的電子でんし會かい比ひ很重的てき正せい離はなれ子こ更さら快かい加速かそく。大だい部分ぶぶん的てき電流でんりゅう是ぜ由よし電子でんし形がた組成そせい的てき。

真空しんくう

由よし於在理想りそう真空しんくう (perfect vacuum) 內，沒ぼつ有ゆう任にん何なに帶電たいでん粒子りゅうし，這種真空しんくう就好像ぞう理想りそう絕緣ぜつえん體たい。但ただし是ぜ，通過つうか場ば致電子でんし發射はっしゃ (field electron emission) 或ある熱ねつ離はなれ子こ發射はっしゃ (thermionic emission) 的てき機き制せい，金屬きんぞく的てき電極でんきょく表面ひょうめん會かい發射はっしゃ自由じゆう電子でんし或ある離はなれ子こ於真空しんくう，因いん而使得とく真空しんくう內的一部分區域變得具有傳導性。當とう熱ねつ能のう超過ちょうか金屬きんぞく的てき功こう函數かんすう時とき，就會產さん生せい熱ねつ離はなれ子こ發射はっしゃ，金屬きんぞく會かい發はつ射出しゃしゅつ熱ねつ離はなれ子こ。當とう金屬きんぞく表面ひょうめん的てき電場でんじょう有ゆう足あし夠的強度きょうど來らい引發量子りょうし穿ほじ隧效應おう時とき，就會出現しゅつげん場じょう致電子でんし發射はっしゃ，促使金屬きんぞく原子げんし射出しゃしゅつ電子でんし於真空しんくう。

參まいり閱

• 电导
• 電導でんどう率りつ