Кінетична індуктивність

Кінетична індуктивність — це фізичний параметр, що характеризує інерцію руху носіїв заряду під впливом зовнішнього електричного поля. Ця індуктивність пов'язана з кінетичною енергією зарядів виразом^[1]:

${\displaystyle F_{k}=\int n{\frac {mv^{2}}{2}}dV={\frac {L_{K}I^{2}}{2}}}$,

де інтеграл береться по об'єму провідника, n, m, v — концентрація, маса і швидкість носіїв струму, I — повний струм у провіднику.

Як правило, кінетичною індуктивністю можна знехтувати через малість кінетичної енергії електронів у порівнянні з електромагнітною енергією. Однак на оптичних частотах і для надпровідників це вже не так. Наприклад, для досить тонких надпровідних дротів і наноантен кінетична індуктивність може давати помітний або навіть визначальний внесок у загальну індуктивність^[2][3] .

Провідники і надпровідники

Кінетичну індуктивність дроту можна отримати з виразу:

${\displaystyle ({\frac {1}{2}})(mv^{2})(n_{s}lA)={\frac {1}{2}}L_{K}I^{2}}$,

а саме^[3]:

${\displaystyle L_{K}={\frac {ml}{n_{s}e^{2}A}}}$ ,

де A і l — площа перетину дроту і його довжина, n_s — концентрація зарядів (електронів), m і e — маса і заряд електрона.

Кінетичну індуктивність надпровідника можна отримати з урахуванням того, що носіями заряду в цьому випадку є куперівські пари з величиною заряда ${\displaystyle q=2e}$. Тому для надпровідників кінетична індуктивність визначається виразом^[4]:

${\displaystyle L_{K}={\frac {ml}{2n_{s}e^{2}A}}}$.

Див. також

• Індуктивність
• Надпровідність

Примітки

1. Шмидт В. В. Введение в физику сверхпроводников. М., Наука, 1982. — 238 с., § 10. См. также V.V. Schmidt, The Physics of Superconductors: Introduction to Fundamentals and Applications (Springer 1997)
2. Annunziata A. J. et. al. Переменные сверхпроводящие наноиндуктивности // Nanotechnology. — 2010. — Т. 21. — С. 445202. — arXiv:1007.4187. — DOI:10.1088/0957-4484/21/44/445202.
3. Слюсар, В.И. (2009). Наноантенны: подходы и перспективы (PDF). Электроника: наука, технология, бизнес. – 2009. - № 2. с. С. 60 – 61. Архів оригіналу (PDF) за 3 червня 2021. Процитовано 5 червня 2021. {{cite web}}: |pages= має зайвий текст (довідка)
4. Annunziata, 2012.

Література

• Champlin, K. S., Armstrong D. B., Gunderson P. D. Инерция носителя заряда в полупроводниках // Proceedings of the IEEE. — 1964. — Vol. 52. — P. 677—685. — DOI:10.1109/PROC.1964.3049.