Ghiduri - studopediya

Clasificarea materialelor conductoare. conductori lichizi. conductori solizi Proprietăți de bază ale conductoarelor. Conductorii în câmpul electric. Dependența rezistivitatea electrică a conductorilor metalici asupra structurii și factori externi.

Conductivă izdeliyaMaterialy conductivitate ridicată. Proprietăți și aplicații. material de înaltă conductivitate. Cuprul și aliajele sale. Aluminiu și aliajele sale. conductori bimetal

Conductorii sunt substanțe, în cadrul căruia, în caz de echilibru electrostatic câmp electric este absent. taxele decompensate localizate în conductoarele infinit, stratul de suprafață subțire. În cazul în care câmpul electric este non-zero în conductorul un curent electric. conductoare electrice pot fi solide, lichide, dar în condiții speciale și gaze. Dintre metalele utilizate pe scară largă conductoare solide și aliajele lor.

Materiale rezistivității sunt împărțite în grupe:

- metale și aliaje, conductivitate ridicată la temperatura normală # 61554; ≤0,05 mO * m;

- metale și aliaje de rezistență ridicată la temperatură normală # 61472; # 61554; ≥0,3 mO · m.

metale de înaltă conductivitate sunt utilizate pentru firele de cabluri conductoare, bobine de mașini electrice. Metale și aliaje de înaltă rezistență utilizate pentru fabricarea de rezistoare încălzitoare electrice, filamente incandescente.

Un grup special de Cryo și supraconductori. Sunt metale având o rezistivitate extrem de scăzută la temperaturi criogenice scăzute.

Clasificarea stării de agregare. Pentru conductori lichizi includ metalele topite si electroliti. Mecanismul fluxului de curent în metale, atât în ​​solide și în stare lichidă este cauzată de mișcarea liberă a electronilor sub influența unui câmp electric. Prin urmare, metalele sunt numite conductori cu conductivitate de electroni sau conductori de primul tip. Conductoarele de al doilea tip sunt numite electroliți sau soluții de acizi, baze și săruri. fluxul de curent prin substanță asociată cu transferul sarcinilor electrice cu ioni, prin aceasta schimbând gradat compoziția electrolitului (legea lui Faraday).

Toate gazele și vaporii la tensiuni joase nu sunt conductori la o suficientă intensitate a câmpului E, la care ionizarea gazului de pornire, gazul devine un conductor al conductivității electronice și ionice. Extrem de gaz ionizat este transformată în plasmă.

Proprietățile electrice și mecanice ale conductoarelor.

1. Conductivitate (# 61543;) sau rezistivitate (# 61554;).

2. Coeficientul de temperatură al rezistivității TK # 61554;

3. Coeficientul de conductivitate termică.

5. Funcționarea electronilor din metal

6. Rezistența la tracțiune.

7. Alungirea înainte de spargere.

Conductivitatea conexiunii cu densitatea de curent. Relația de bază: în curentul conductor I [A] este asociat cu o intensitate a câmpului E [V / m] expresia I = # 61543; · E, unde [S / m] - conductivitate.

- pentru rezistența conductorului R și o lungime l și secțiunea transversală S.

în cazul în care e - sarcina unui electron, N0 - numărul de electroni liberi, # 61548; - lungimea căii libere medie între două noduri ale rețelei cristaline, m - masa electronilor, vT # 61472; - viteza medie a mișcării termice a electronilor. Pentru diverse vT metal și n0 sunt diferite, astfel încât conductivitatea depinde # 61548, care este definit de structura metalică. Metale pure, cu o rețea cristalină regulată caracterizate prin cele mai mici valori. cristal microdefectele zăbrele reduce mobilitatea electronilor.

Coeficientul de temperatură al rezistivității. Ca temperatura crește datorită schimbărilor în cristal cu zăbrele vibrații noduri mărește numărul de obstacole în calea electronilor liberi, adică scade # 61548;. În consecință, creșterile de rezistivitate ca conductivitatea scade. Coeficientul de temperatură va fi pozitiv, în același timp, din moment ce.

În tranziția de la starea solidă la metalul lichid în majoritatea creșterii rezistivității se observă - acest lucru este valabil numai pentru acele metale al căror volum crește atunci când topire, adică densitatea scade, reducerea volumului de metale, rezistivitate scade.

Rezistivitatea aliajelor. Impuritățile și perturbări ale structurii metalice pentru a crește rezistivitatea. O creștere semnificativă a rezistivitatea este observată în soluțiile solide la cristalizarea comună.

Conductivitatea termică a metalelor. Pentru transferul de căldură prin metalul principal responsabil de electroni liberi aceleași care determină o conductivitate. Prin urmare, coeficientul de conductivitate termică # 61548; T în metale este mai mare decât cea a dielectricilor. Cu cât conductivitatea, cea mai mare conductivitate termică. Odată cu creșterea temperaturii raportul # 61548; T / # 61543; în creștere. Acest lucru este exprimat matematic prin Wiedemann-Franz-Lorenz

unde L0 - numărul Lorenz, T - temperatura termodinamică.

Înțeles Boltzmann k = 1,38 · 10-23 J / K, rechizitoriul electron e = 1,6 · 10-19 Cl.

unde n0 - densitatea de electroni, UA, UB - potențialul metalului în contact, k - constanta Boltzmann.

Dacă temperatura de joncțiune a aceluiași, suma diferenței de potențial în circuit închis = 0. Dacă una dintre joncțiuni are o temperatură T1, iar celălalt este T2, atunci

sau, în cazul în care - este constantă pentru o anumită pereche de coeficienți conductori de forță electromotoare termică. Astfel, forța termo-electromotoare este proporțională cu diferența de temperatură dintre intersecții.

Coeficientul de temperatură de dilatare liniară. Coeficientul de temperatură de dilatare liniară a conductoarelor se calculează în același mod ca dielectric. .

De asemenea, pentru ca dielectricilor utilizate atunci când se analizează funcționarea în materiale diferite aparate de structuri conjugate, materiale de etanșare pentru a preveni crăparea.

factor # 61537; l este de asemenea necesar să se calculeze coeficientul de temperatură al firului. Pentru metal pur, ci aliaje cu o valoare mică # 61537; # 61554; Formula are o semnificație practică.

Pentru înaltă conductivitate material este acceptat materiale care au o rezistivitate r<0.05 мкОм*м/

Silver - una dintre cele materalov mai deficientă, este utilizat pe scară largă în inginerie electrică și electronică pentru cabluri de înaltă frecvență, de protecție a conductoarelor din cupru contra electrod de oxidare anumite tipuri de condensatoare ceramice și mică din contactele electrice, unde este utilizat în aliaje cu cupru, nichel sau cadmiu, în aliaje de lipit AKP-10, AKP-25, și altele. marca Sr999-999.9 de argint ar trebui să fie impuritate nu mai mult de 0,1%. Rezistivitatea electrică = 0,015 m mO * Caracteristicile mecanice sunt argint scăzute :. Duritatea Brinell - 25 (mai puțin de aur), rezistența de rupere la tracțiune de cel mult 200MPa, alungirea relativă la rupere

50%. Comparativ cu aur și platină are o rezistență chimică mai scăzută. Adesea cerere de argint este limitată de capacitatea sa de a difuza în materialul de substrat.

Cupru - utilizat cel mai larg ca un material conductor. Pentru producerea și asamblarea înfășurării fire și cabluri (marca de cupru moale recopt MM) în fabricarea waveguides, etc; în fabricarea firelor de contact, mașini electrice de comutație placă colector de anvelope (marca de cupru solid MT - are o conductivitate mai mică și alungire, înainte de rupere, dar mai mare rezistență mecanică decât marca de cupru recopt MM).

Bronzurile - aliaje de cupru cu staniu (cositor), aluminiu (aluminiu), beriliu (beriliu), precum și alte elemente de aliere .. Prin conductivitate electrică inferioară de cupru, dar rezistenta mecanica superioara, elasticitate, rezistența la abraziune și rezistența la coroziune. Folosit pentru efectuarea de contact de primăvară dispozitive electrice, contactați arcuri de curent, care transportă vehicule electrice de linie de sârmă, plăci, colectoare de mașini electrice.

Componente din bronz pentru durificarea supuse tratamentului termic - călire și revenire la temperaturi ridicate. Bronzurile rezistență la tracțiune poate fi 800 - 1200 MPa sau mai mare, în timp ce conductivitatea bronzului solid poate fi de 10 - 30% din conductivitatea de cupru pur.

Aliaje de aluminiu utilizate cel mai frecvent Aldrich, proprietăți mecanice ridicate care sunt realizate de prezența în compoziția sa a compușilor Mg2Si (aliaj conține 98% aluminiu pur). br = 350 MPa ei = 0,0317 micromhos. m.

Liniile de transmisie sunt utilizate pe scară largă din sârmă de oțel-aluminiu - fire de oțel, sârmă de aluminiu încolăcit. Pentru oțel-aluminiu fire de linii aeriene utilizate sârmă de oțel robust cu Br = 1200 - 1500 MPa acoperit cu zinc pentru protecție împotriva coroziunii, în condiții de umiditate ridicată.

Firul bimetalic este o sârmă de oțel cu o secțiune transversală rotundă, ovală sau dreptunghiulară, acoperite la exterior cu un strat de cupru sau aluminiu. Astfel, ambele metale sunt unite între ele, în mod ferm și continuu de-a lungul întregii suprafețe de contact. Fiecare din sârmă își îndeplinește funcția. Cupru sau aluminiu înveliș asigură o conductivitate, miezul de oțel asigură o rezistență mărită la tracțiune, crescând astfel distanța dintre reazeme.