Vezető anyagok - Karmesterek tulajdonságok
A vezetőképesség és ellenállás a vezetékek.
Visszajelzés áramsűrűség J és az elektromos mező egy vezetőt adott egy differenciális alakja Ohm-törvény
Az értéktartomány a fajlagos ellenállása ρ fémvezetők (normál hőmérsékleten) meglehetősen szűk: 0,016 ezüst, és körülbelül 10 mikro ohm-m zhelezohromoalyuminievyh ötvözetek, azaz ez mindössze három nagyságrenddel. A vezetőképesség fém vezetők szerint a klasszikus elmélet a fémek a következőképpen fejezhető ki:
Az átalakulás a expresszió alapján a kvantummechanika vezet a képlet
A különböző fémek gyorsítsák random hő mozgását elektronok megközelítőleg azonos vt. Szintén eltérnek kissé és szabad elektron koncentráció n0 (a réz és a nikkel ez a különbség kisebb, mint 10%). Ezért, az értéke fajlagos vezetőképességét γ (fajlagos ellenállás ρ) függ elsősorban a szabad úthossza elektronok a vezetőben λ, ami által meghatározott szerkezete a vezető anyag. Minden tiszta fémek a legszabályosabb kristályrács jellemzi a legalacsonyabb értékeket az ellenállás; szennyezések torzító rács, növekedéséhez vezet a ρ. Ugyanerre a következtetésre lehet jutni alapján a hullám természete elektronokat. A szórás az elektron hullámok fordul elő a kristályrácsban hibák, amelyek arányosak a távolság körülbelül egynegyedét hullámhossza az elektron. Jogsértések kisebb méretek nem okoz jelentős szóródása hullámok. A fém vezetővel, ahol az elektron hullámhossz mintegy 0,5 nm microdefects létre jelentős szórás, amely csökkenti a mobilitást az elektronok, és így megnöveli a anyag ρ.
A hőmérsékleti együttható a fajlagos ellenállása a fémek.
A száma töltéshordozók a fémes vezetőt a hőmérséklet növekedésével továbbra is gyakorlatilag változatlan. Azonban, a megnövekedett rácspontjain oszcilláció hőmérséklet növelésével egyre több akadályt irányított mozgását a szabad elektronok által az elektromos mező, t. E. Csökkentett átlagos szabad λ útját elektronok csökken az elektron mobilitást, és ezért csökkenti a vezetőképesség fémek és ellenállás növekszik (2.1 ábra)
Más szóval, a hőmérsékleti együtthatója a fajlagos ellenállása a fémek pozitív
Szerint a „/> -. 1 Amikor a hőmérséklet változása szűk tartományban a gyakorlatban elfogadható szakaszosan lineáris közelítés a függvény ρ (T) Ebben az esetben azt feltételezzük, hogy a.
ahol a „/> T1); αρ - átlaghőmérséklet együtthatója fajlagos ellenállása az anyag hőmérséklet-tartományban a T1-T2.
Megváltoztatása intenzitását fém olvasztás során ellenállást.
Az átmenet a szilárd anyag folyékony figyelhető meg a legtöbb fém növeli a fajlagos ellenállása ρ, amint a réz (2.1 ábra). Azonban néhány fémek megolvasztásával ρ csökken. A fajlagos ellenállás növekszik olvadó e fémek, amelynek térfogata növekszik az olvadás során, és fordítva, a fémek, csökkentve a térfogatot az olvadás során, - gallium, bizmut, antimon ρ csökken.
A fajlagos ellenállás az ötvözetek.
Mint már említettük, a szennyeződéseket és a szabálytalanság a fémszerkezet, hogy növeljék ellenállás. Ρ figyelhető jelentős növekedése az ötvözést a két fém, amikor együtt egy szilárd oldatot, azaz. E. Co-kristályosodik jóváhagyását, és az atomok a fém szerepel a kristályrács egy másik.
A hőátadás révén a fém, szabad elektronok felelősek, amelyek meghatározzák az elektromos vezetőképesség a fémek és a számát, amely egységnyi térfogatú fém elég nagy. Ezért, a hővezető fémek γt sokkal nagyobb, mint a hővezető dielektrikumok. Nyilvánvaló, azonos körülmények között, minél nagyobb a fajlagos elektromos vezetőképesség a fém, annál nagyobbnak kell lennie a hővezetési együtthatója. Azt is könnyű belátni, hogy a hőmérséklet emelkedik, amikor a mobilitás az elektronok a fém, és ennek megfelelően a vezetőképességét γ csökken, az arány a hővezetési a fém, hogy a vezetőképességét γt / γ kell növelni. Ezt fejezi ki matematikailag Wiedemann-Franz-Lorenz
Behelyettesítve „/> - 23 J / K és az elektron töltése e = 1,6 · 10 -19 Cl kapjunk L0 = 2,45 · 10 -8 B 2 K 2.
Ha a „csomópontok” ugyanazon a hőmérsékleten, majd az összeget a potenciális különbség a zárt nulla. Más a helyzet, ha az egyik csomópont hőmérséklete T1. és a másik - a T2 hőmérséklet (2.2 ábra).
Ebben az esetben van a csomópontokban thermo elektromotoros erő egyenlő
Hőmérsékleti együttható lineáris tágulási a vezetékek.
Ez a tényező nemcsak érdekes, ha figyelembe vesszük a különböző konjugált anyagok egy adott szerkezetben (lehetőség a repedés vagy törés a vákuumzáró kapcsolat üveg, kerámia változó hőmérséklet). Azt is kiszámításához szükséges hőmérsékleti együttható huzal