Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Общая характеристика проводниковых материалов




В качестве проводников электрического тока могут быть использованы как твердые тела, так и жидкости, а при соответствующих условиях и газы. Важнейшими практически при­меняемыми в электротехнике твердыми проводниковыми материа­лами являются металлы и их сплавы.

Из металлических проводниковых материалов могут быть выде­лены металлы высокой проводимости, имеющие удельное сопротив­ление р при нормальной температуре не более 0,05 мкОмм, и сплавы высокого сопротивления, имеющие р при нормальной температуре не менее 0,3 мкОм-м. Металлы высокой проводимости используются для проводов, токопроводящих жил кабелей, обмоток электриче­ских машин и трансформаторов и т. п. Металлы и сплавы высокого сопротивления применяются для изготовления резисторов, электро­нагревательных приборов, нитей ламп накаливания и т. п.

Особый интерес представляют собой обладающие чрезвычайно малым удельным сопротивлением при весьма низких (криогенных) температурах материалы —сверхпроводники и криопроводники; они будут рассмотрены ниже.

К жидким проводникам относятся расплавленные металлы и раз­личные электролиты. Для большинства металлов температура плавления высока только ртуть, имею­щая температуру плавления около минус 39 °С, может быть исполь­зована в качестве жидкого металлического проводника при нормаль­ной температуре. Другие металлы являются жидкими проводниками при повышенных температурах.

Механизм прохождения тока в металлах — как в твердом, так и в жидком состоянии — обусловлен движением (дрейфом) свободных электронов под воздействием электрического поля

Все газы и пары, в том числе и пары металлов, при низких на-пряженностях электрического поля не являются проводниками. Од­нако, если напряженность поля превзойдет некоторое критическое значение, обеспечивающее начало ударной и фотоионизации, то газ может стать проводником с электронной и ионной электропроводностью.

Свойства проводников. К важнейшим параметрам, характери­зующим свойства проводниковых материалов, относятся: 1) удельная проводимость или обратная ей величина — удельное сопротивление р, 2) температурный коэффициент удельного сопротивления ТКр или альфар, 3) коэффициент теплопроводности ут; 4) контактная раз­ность потенциалов и термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС), 5) работа выхода электронов из металла, 6) предел прочности при растяжении сигмар и относительное удлинение перед разрывом l/l.

 

45. Проводниковые материалы с высокой удельной проводимостью.

К наиболее широко распространенным материалам высокой про­водимости следует отнести медь и алюминий.

Преимущества меди: обеспечивающие ей ши­рокое применение в качестве проводникового материала, следующие:1)малое удельное сопротивление (из всех материалов только серебро имеет несколько меньшее удельное сопротивление, чем медь);2)достаточно высокая механическая прочность; 3) удовлетворитель­ная в большинстве случаев стойкость по отношению к коррозии (медь окисляется на воздухе даже в условиях высокой влажности значи­тельно медленнее, чем, например, железо; интенсивное окисле­ние меди происходит только при повышенных температурах; 4) хорошая обрабатываемость (медь прокатывается в ли­сты, ленты и протягивается в проволоку, толщина которой может быть доведена до тысячных долей миллиметра); 5) относительная лег­кость пайки и сварки.

Сплавы меди. В отдельных случаях помимо чистой меди в качестве проводникового материала применяются ее сплавы с оло­вом, кремнием, фосфором, бериллием, хромом, магнием, кадмием. Такие сплавы, носящие название бронз, при правильно подобранном составе имеют значительно более высокие механические свойства, чем чистая медь: <тр бронз может быть 800—1200 МПа и более. Бронзы широко применяют для изготовления токопроводящих пру­жин и т. п.

Это важнейший представитель так называемых легких металлов (т. е. металлов с плотностью менее 5 Мг/м3); плот­ность литого алюминия около 2,6, а прокатанного—2,7Мг/м3. Таким образом, алюминий приблизительно в 3,5 раза легче меди. Температурный коэффициент расширения удельная теплоемкость и теплота плавления алюминия больше, чем меди. Вследствие высоких значений удельной теплоемкости и теплоты пла­вления для нагрева алюминия до температуры плавления и пере­вода в расплавленное состояние требуется большая затрата теплоты,
чем для нагрева и расплавления такого же количества меди, хотя температура плавления алюминия ниже, чем меди. Алюминий обладает пониженными по сравнению с медью свойст­вами — как механическими, так и электрическими. Алюминиевые сплавы обладают повышенной механической прочностью.

 

46 провод. мат-лы с ↑ уд. сопротивлением. Наибольшее применение имеют метал-ие сплавы. Сплавами ↑сопр. наз. проводн. мат-лы, у кот. знач-е ρ в норм. усл-х сост.не < 0,3мкОм м Классиф-ют по разным признакам, например, по области применения: 1) для точных (прецизионных) электроизм-ых приборов и образцовых сопр-ий (медномарганцевый сплав – манганин); 2) для резисторов (реостатов) различных назначений; 3) с высокой рабочей температурой для нагреват-ых приборов и нагрузочных реостатов (высокая рабочая температура- может быть удовлетв-но при достаточно высокой темпер-ре плавления материала и полном отсутствии окисления или окислении с образованием тугоплавких нелетучих, напористых окислов, предохран-их от дальнейшего окисления. Неокисл-ся материалом с высокой темпер. плавления (1770 С) является платина, а так же сплавы никеля, хрома и железа. Ко всем матер-ам этого типа примен-ся след-ие треб-ия: большое знач-ие удельного сопрот-ия, достаточные мех-ая проч-ть и технологичность, обеспечив-ая возможность получения проводок необходимых сечений и изгот-ия соответ-их изд-ий. Для мат-ов, примен-ся в произ-ве точных электроиз-ых приборов и образцовых сопрот-ий, важную роль играет стабильность сопрот-ия во времени (отсутствие явления старения) и при температурных колебаниях.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-02; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1568 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Вы никогда не пересечете океан, если не наберетесь мужества потерять берег из виду. © Христофор Колумб
==> читать все изречения...

2390 - | 2197 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.