Заполнения суточного

Функция плотности заполнения состояний частицами, часто называемая в литературе функцией Ферми, определяется вмраже-нием, известным^ из курса физики:

Изменение функций распределения при Т > О К. Предположим, что система частиц находится при температуре, отличной от нуля (Тг > О К). Как видно, из (9-37) и (9-38), функция SKB (Е) не зависит от температуры. Две другие функции: FKS (Е) и Фкв (Е) с повышением температуры должны измениться. Частицы, получая дополнительную энергию при повышении температуры (7\ > > О К), должны перейти в более высокие энергетические состояния. Однако такие переходы смогут совершить только те частицы, для которых новые, более высокие энергетические состояния свободны. Иначе говоря, воспринять дополнительную тепловую энергию могут лишь те частицы, энергия которых при Т = О К меньше энергии Еф на величину порядка kT^. Частицы, находившиеся при Т = О К в низких энергетических состояниях, совершить такие переходы и, следовательно, воспринять дополнительную тепловую энергию не могут, так как те состояния, в которые они должны перейти, заняты другими частицами. Таким образом, изменение функции Fm (E) с температурой следует ожидать вблизи энергетического уровня Е = Еф. Слева от уровня Еф вероятность заполнения состояний частицами становится меньше единицы, а справа от уровня Еф эта вероятность оказывается отличной от нуля ( 9-14, а). Так, например, при Е = Еф — 4/сГ функция >кв (Е) ж 0,98, а при Е = Еф + 4йГ функция FKB (Е) » 0,02. Очевидно, что с повышением температуры интервал изменения функции увеличивается, Однако цри любой Температуре ВбрОЯТ-ность замещений уровня Ферми Еф остается неизменной и равной 1/2.

В результате собственного поглощения в полупроводнике образуются пары подвижных электрических зарядов: дырка в валентной зоне и электрон в зоне проводимости. Вероятность межзонного перехода, т. е. образования такой пары зарядов, зависит от ^степени заполнения состояний вблизи потолка валентной зоны, а также от плотности свободных состояний вблизи дна зоны проводимости.

Функция плотности заполнения состояний частицами, часто называемая в литературе функцией Ферми, определяется вмраже-нием, известным^ из курса физики:

Изменение функций распределения при Т > О К. Предположим, что система частиц находится при температуре, отличной от нуля (Тг > О К). Как видно, из (9-37) и (9-38), функция SKB (Е) не зависит от температуры. Две другие функции: FKS (Е) и Фкв (Е) с повышением температуры должны измениться. Частицы, получая дополнительную энергию при повышении температуры (7\ > > О К), должны перейти в более высокие энергетические состояния. Однако такие переходы смогут совершить только те частицы, для которых новые, более высокие энергетические состояния свободны. Иначе говоря, воспринять дополнительную тепловую энергию могут лишь те частицы, энергия которых при Т = О К меньше энергии Еф на величину порядка kT^. Частицы, находившиеся при Т = О К в низких энергетических состояниях, совершить такие переходы и, следовательно, воспринять дополнительную тепловую энергию не могут, так как те состояния, в которые они должны перейти, заняты другими частицами. Таким образом, изменение функции Fm (E) с температурой следует ожидать вблизи энергетического уровня Е = Еф. Слева от уровня Еф вероятность заполнения состояний частицами становится меньше единицы, а справа от уровня Еф эта вероятность оказывается отличной от нуля ( 9-14, а). Так, например, при Е = Еф — 4/сГ функция >кв (Е) ж 0,98, а при Е = Еф + 4йГ функция FKB (Е) » 0,02. Очевидно, что с повышением температуры интервал изменения функции увеличивается, Однако цри любой Температуре ВбрОЯТ-ность замещений уровня Ферми Еф остается неизменной и равной 1/2.

В результате собственного поглощения в полупроводнике образуются пары подвижных электрических зарядов: дырка в валентной зоне и электрон в зоне проводимости. Вероятность межзонного перехода, т. е. образования такой пары зарядов, зависит от ^степени заполнения состояний вблизи потолка валентной зоны, а также от плотности свободных состояний вблизи дна зоны проводимости.

В этом случае степень заполнения состояний много меньше единицы. В таких условиях специфика фермионов и бозонов проявиться, очевидно, не может, поскольку в распоряжении каждой микрочастицы имеется множество различных свободных состояний и вопрос о заселении одного и того же состояния несколькими частицами прак-

в — средняя степень заполнения состояний частицами; б — полная функция распре".

Таким образом, при абсолютном нуле все состояния с энергией ?< ц заняты электронами, состояния с энергией Е > ц свободны. Иначе говоря, при 7 = 0 К вероятность заполнения электронами состояний с энергией Е <. и- равна единице, вероятность заполнения состояний с энергией Е> \а равна нулю:

Согласно условию (3.76) газ является невырожденным, если средняя плотность заполнения состояний частицами значительно меньше 1. Так как функция распределения / (Е) как раз и выражает среднюю плотность заполнения состояний электронами, то условие невырожденности (3.76) можно записать так:

определяющей степень заполнения состояний зоны проводимости электронами.

Рассмотрим влияние легирования полупроводника на собственное поглощение. До тех пор пока уровень легирования не слишком; высок и Полупроводник остается невырожденным, легирование практически не сказывается на спектре собственного поглощения. Объясняется это тем,: что в невырожденных полупроводниках степень заполнения электронами состояний в зоне проводимости очень мала, так что они практически не мешают переходам электронов из валентной зоны. G другой стороны, в невырожденных полупроводниках даже р-типа степень заполнения состояний в валентной зоне близка к 1 и вероятность оптических переходов из этих состояний не зависиг от степени легирования.

Допустимые длительные перегрузки в зависимости от длительности /, представленные отношением допустимого тока максимальной нагрузки /тах к номинальному току трансформатора /и, могут быть найдены по диаграммам нагрузочной способности для масляных ( 2.5, а) и сухих (рис 25 б) трансформаторов. Кривые построены для различных значений коэффициента заполнения суточного графика /Сн. Этот коэффициент равен отношению площади, ограниченной суточным графиком нагрузки, к площади прямоугольника, сторонами 50

Правилами устройства электроустановок допускается в аварийных режимах перегрузка трансформаторов с масляным охлаждением на 40%i на время максимума общей суточной продолжительностью не более 6 ч в течение 5 суток. При этом коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформатора должен быть не выше 0,75. Коэффициентом заполнения графика нагрузки называется отношение площади, ограниченной суточным графиком нагрузки, к площади прямоугольника, сторонами которого являются абсцисса ^ = 24 ч и ордината /макс, равная максимальному току нагрузки за сутки,

считая недопустимой перегрузку трансформаторов в аварийном режиме вследствие высокого коэффициента заполнения суточного графика нагрузки одного оставшегося в работе трансформатора.

В случае аварийного выхода одного из трансформаторов оставшийся в работе должен обеспечить нормальную нагрузку подстанции с учетом перегрузки (40%) на время максимумов общей суточной продолжительностью до 6 ч, но не более 5 сут; при этом коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформатора должен быть не более 0,75.

3. Максимально допустимая температура жил кабелей во время эксплуатации не должна превышать ЭО "С (для кабелей на напряжение 110, 150 и 220 кВ) и 80 °С (для кабелей на напряжение 330, 380 и 500 кВ и кабелей марок МНСА и МНСК) при продолжительности непрерывной работы кабелей в условиях перегрузки не более 100 ч, если коэффициент заполнения суточного графика нагрузки не превышает 0,8, и не более 50 ч, если коэффициент превышает 0,8.

Удельное термическое сопротивление грунта, К • м/Вт Коэффициент заполнения суточного графика нагрузки Допустимый продол жительный ( длительный)

Удельное термическое сопротивление грунта, К-м/Вт Коэффициент заполнения суточного графика на* грузки Допустимый продолжительный (длительный) кабелей с сечением жилы, мм2 ток, А, для

Коэффициент заполнения суточного гра -фика нагрузки

Коэффициент заполнения суточного графика нагрузки

Удельное термическое сопротивление грунта, К-м/Вт Коэффициент заполнения суточного графика нагрузки Материал жилы Допустимый продолжительный (длительный) ток, А, для кабелей с сечением жилы, мм*

Числовые значения коэффициентов заполнения суточного графика нагрузок /С3, г, а. Кз, г, р Для различных предприятий при проектировании принимаются по справочным материалам.