Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Топ:
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Дисциплины:
2020-07-03 | 416 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
В качестве проводников электрического тока используют твердые тела, жидкости, а при некоторых условиях и газы.
Твердыми проводниками являются металлы, металлические сплавы и некоторые модификации углерода. Важнейшими применяемыми в РЭС твердыми проводниковыми материалами являются металлы и их сплавы. Из металлических проводниковых материалов можно выделить металлы высокой проводимости, имеющие удельное сопротивление r при нормальной температуре не более 0,1 мкОм·м, и сплавы высокого сопротивления с r при нормальной температуре не менее 0,3 мкОм·м. Особый интерес представляют материалы, обладающие очень малым удельным сопротивлением при весьма низких (криогенных) температурах. Они получили название сверхпроводники и криопроводники.
К жидким проводникам относятся расплавленные металлы, а также различные электролиты.
Для большинства металлов температура плавления высока. Только ртуть, имеющая температуру плавления Тпл=−39 ° С), а также некоторые специальные сплавы (например, сплавы системы индий - галлий) могут быть использованы в качестве жидких проводников при нормальной температуре.
Все газы и пары, в том числе и пары металлов, при достаточно малых значениях напряженности электрического поля являются диэлектриками и обладают очень высоким удельным сопротивлением r. Однако если напряженность поля превысит некоторое критическое значение, обеспечивающее начало ионизации, то газ может стать проводником с электронной или ионной электропроводностью. Сильно ионизированный газ при равенстве количества электронов и положительных ионов в единице объема представляет собой особую проводящую среду, называемую плазмой.
|
Механизм прохождения тока через твердые и жидкие металлы обусловлен направленным движением свободных электронов под воздействием электрического поля, создаваемого в металле приложенным извне напряжением. Поэтому металлы называют проводниками с электронной электропроводностью или проводниками первого рода.
Проводниками второго рода или электролитами, являются растворы (в частности, водные) солей, кислот, щелочей и расплавы ионных соединений. Прохождение тока через электролиты связано с явлением электролиза.
При этом электрические заряды переносятся вместе с частицами молекул (ионами) электролита и на электродах, в соответствии с законом Фарадея, выделяются продукты электролиза, а состав электролита при прохождении через него тока изменяется (в то время как в металлах при прохождении через них тока изменений массы металла и его химического состава не наблюдается).
Электрофизические параметры и характеристики проводниковых материалов
Удельное сопротивление и удельная проводимость проводников.
В системе СИ за удельное сопротивление данного материала принимается сопротивление вырезанного из этого материала куба с ребром 1 м, если ток проходит от одной грани к другой.
Если известно сопротивление проводника R, то его удельное сопротивление r вычисляется по формуле
, (2.1)
где S - площадь проводника; l - его длина.
За единицу измерения r проводниковых материалов в системе СИ принят Ом × м. В практических расчетах часто пользуются одной миллионной долей единицы удельного сопротивления 1 мкОм × м = 10-6 Ом × м.
Диапазон значений удельного сопротивления металлических проводников при нормальной температуре довольно узок от 0,016 мкОм × м для серебра до 10 мкОм × м для некоторых сплавов.
Для различных металлов r в основном определяется длиной свободного пробега электрона внутри кристаллической решетки. Чистые металлы с наиболее правильной кристаллической решеткой характеризуются наименьшими значениями r. Следовательно, искажения кристаллической решетки и дефекты структуры, приводящие к рассеиванию электронов, приводят к росту r.
|
С ДРУГОЙ СТОРОНЫ
Удельное электрическое сопротивление в соответствии с классической электронной теорией металлов имеет вид
(2.2)
Где:
т e = 0,91·10-30 кг – масса электрона;
l ср – средняя длина свободного пробега электронов, м;
n- концентрация электронов:
υ T – средняя скорость теплового движения электронов, м·с-1, которая определяется из соотношения
(2.3)
Где:
k = 1,38·10-23 Дж·К-1 – постоянная Больцмана,
Т – температура, К.
В соответствии с квантовой теорией удельное электрическое сопротивление маталлов определяется по формуле:
ρ = (2.4)
Где:
h = 6,63*10-34 Дж*с - постоянная Планка
Если атомы в металле ионизированы однократно, то концентрация
свободных электронов п будет равна концентрации атомов N и может быть рассчитана по формуле
(2.5)
Где:
d – плотность вещества, кг·м-3;
М – молярная масса, кг·моль-1;
N A = 6,02·1023 моль-1 – постоянная Авогадро.
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!