Температурная зависимость электропроводности металла

 

 

Рисунок 1 Обобщенная качественная зависимость удельного сопротивления металлов от температуры.

На рисунке 1 условно можно выделить 5 зон.

I зона. Пунктиром обозначена кривая для идеального металла. На практике:

1. Металл приобретает постоянную и весьма малую величину удельного сопротивления

2. Металл переходит в состояние сверхпроводимости при Т_СВ.

II зона. Нелинейность характеристики выражается уравнением

~ , где n = 1…5

III зона – линейный участок, зона эксплуатационных температур.

IV зона располагается вблизи температуры плавления Т_ПЛ. Большая часть металлов резко скачком увеличивает своё удельное сопротивление. Однако некоторые (висмут Vi, галлий Ga) – уменьшают. Это связано с особенностями кристаллической решётки.

V зона для большинства металлов характерна увеличением удельного сопротивления.

,

где - удельное сопротивление при нормальных условиях (Т=0°С, р=765 мм рт. ст.)

 

Медь Cu.

 

Обладает преимуществами:

1. Малое удельное сопротивление (занимает второе место после серебра);

2. Достаточно высокая механическая прочность;

3. Удовлетворительная стойкость к коррозии;

4. Хорошая обрабатываемость, высокая технологичность;

5. Относительная лёгкость пайки и сварки, слабая растворимость в припое.

Способ получения меди сводится к последовательной серии плавок из руды типа сульфида меди с интенсивным кислородным дутьём.

Стандартная медь имеет удельное сопротивление =0,01724 мкОм·м.

В качестве проводников в России используется медь марок М1 (99,9% Сu, не более 0,08% кислорода), М0 (99,95% Cu, не более 0,02% кислорода) и М00 (99,99% Cu).

Удельная проводимость меди весьма чувствительна к примеси:

0,5% Zn, Cd, Ag – уменьшает проводимость на 5%

0,5% Ni, Al, Sn – уменьшает проводимость на 25-40%

0,5% Be, As, Fe, P, Si– уменьшает проводимость более чем на 55%.

Однако многие примеси, оказывая столь негативное воздействие на проводимость, увеличивают механическую прочность.

Недостатком является подверженность атмосферной коррозии.

Применение. Медь – основной проводящий материал электроники. Из неё изготавливают провода, кабели, шины, экраны, детали магнетронов, фольгированные текстолит и гетинакс. Порошок меди используют для изготовления проводящих паст и для создания скользящих меднографитовых контактов.

 

Лабораторная установка

 

Назначение

 

Измеритель электропроводности ИЭП1-03 (в дальнейшем по тексту прибор) предназначен для проведения лабораторного практикума в ВУЗах. Прибор применяется самостоятельно или в составе комплекса МУК-РМ1. Прибор предназначен для исследования температурных зависимостей сопротивления постоянному току металлических, полупроводниковых и диэлектрических образцов.

Условия эксплуатации - лабораторные:

• Температура окружающей среды от 283 до 308 К (от+10 до+35 °С);
• Относительная влажность до 80% при температуре 298 К (+25 °С);
• Атмосферное давление 100 + 4 кПа (750 ± 30 мм рт. ст.);
• Напряжение питающей сети 220 ± 20 В частотой 50 Гц.