Сопротивление - бесполезно
Кондуктор! Нажми!…
Кондуктор и проводник. Это английское слово и его русский дословный перевод. Речь идет не только о трамваях и вагонах. Речь идет и о том из чего они сделаны - о металлах.
Те, кто проходил в институте химию, наверное, знают, что "решетка ГПУ" имеет отношение не только к Лубянской площади, но к одному из видов кристаллических решеток металлов (Гранецентрическая Плотной Упаковки). Обратите внимание - "плотной упаковки". Атомы в подобных кристаллических структурах настолько близко находятся друг от друга, что их электронные облака пересекаются, и электроны фактически становятся общими. Как раньше упоминалось, подобные условия достигались в газах при значительной напряженности поля и приводили к появлению электропроводящей "плазмы". Так что именно такой плотно упакованной кристаллической структуре металлы и обязаны явлением электропроводности.
Электропроводность имеет и свою оборотную сторону - сопротивление. Все было бы хорошо, если бы ядра атомов в процессе движения электронов оставались на месте. Перелетел электрон от одного ядра к другому, покрутился пару раз на орбите - полетел к следующему. Горе в том, что ядра постоянно колеблются вокруг своего места - так называемое тепловое движение. В результате бедный электрон с размаху хлопается в неизвестно откуда взявшееся ядро и из-за внутриатомного взаимодействия как мячик отскакивает от него. Из-за этого в структуре кристаллической решетки создается дополнительный бардак: ядро получает дополнительный импульс еще сильнее его раскачивающий, а электрон начинает мешаться другим электронам встреченным по дороге. Разумеется, под воздействием электрического поля электрон все-таки поворачивает в нужном направлении, но часть энергии уже затрачена на раскачивание встреченного ядра.
От чего зависит сопротивление? Ну, во первых, от температуры, или точнее от интенсивности теплового движения ядер в кристалле. Вот она - сверхпроводимость при температурах жидкого гелия! Первое решение проблемы мы уже знаем. Во вторых - от равномерности кристаллической структуры. Чем больше примесей в металле, тем больше искажений в кристаллической структуре, и тем больше вероятность столкновения электрона с атомом примеси, который имеет другие размеры и, поэтому, находится совсем не там где электрон ожидает его встретить. Это решение проблемы также известно, недаром столько институтов работает над получением сверхчистых веществ. В третьих, сопротивление зависит от интенсивности внешних излучений. Да ну??? Угадайте, зачем некоторые, особо изощренные, эксперименты проводят на космических станциях? Ах, космические лучи! К счастью, космические лучи носят более хаотический характер, чем производимые нами на земле и лучше взаимокомпенсируют воздействие друг друга. Итак, внешние излучения (они же переменные электрические поля) большой амплитуды вызывают отклонение электрона от основного направления движения, приводят к дополнительным столкновениям с ядрами и вносят сумятицу в путь электрона к цели. Фирма Intel заявила, что собирается при разработке следующего поколения процессоров учитывать влияние космических лучей. Думаю, что скоро придется учитывать влияние биотоков сидящего за компьютером остолопа.
Так что любое сопротивление бесполезно... и неизбежно.