Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Лекции по курсу Электротехнические материалы

Теплопроводность металла

Отношение коэффициента теплопроводности к удельной проводимости металла выражается законом Видемана - Франца - Лоренца:

/ = L_o T,

L_o=2.45^.10^-8 В²/К² - число Лоренца,

Т - температура.

Этот закон выполняется для электронной составляющей теплопроводности, если считать, что столкновение электронов носит упругий характер. В некоторых металлах коэффициент теплопроводности определяется суммой электронной и решеточной составляющих.

Термоэлектродвижущая сила

Между двумя различными металлическими проводниками в месте их соединения возникает контактная разность потенциалов, обусловленная различием работы выхода электронов из разных металлов, неодинаковой концентрацией электронов и давлением электронного газа.

 

Разность потенциалов U, появляющаяся на концах разомкнутой электрической цепи , состоящей из двух различных проводников, контакты которых находятся при различных температурах (Т1 и Т2) называется термоэлектродвижущей силой (эффект Зеебека)

U = ( Т₂ - Т₁ ),

где - относительная дифференциальная (удельная) термо - э.д.с.

Причины термо - э.д.с.:

• температурная зависимость контактной разности потенциалов;
• диффузия носителей заряда от горячих спаев к холодным;
• увлечение электронов фононами (квантами тепловой энергии).

 

Зависимость удельного электрического сопротивления металлов от температуры

Характерными температурами являются: Тпл - температура плавления; - температура Дебая; Ткр - температура перехода в сверхпроводящее состояние.

У металлов, не обладающих сверхпроводимостью, при низких температурах из-за наличия примесей наблюдается область 1 - область остаточного сопротивления, почти не зависящая от температуры. Остаточное сопротивление тем меньше, чем чище металл. Быстрый рост удельного сопротивления при низких температурах до температуры может быть объяснен возбуждением новых частот тепловых колебаний решетки, при которых происходит рассеяние носителей заряда - область 2. При Т > , когда спектр колебаний возбужден полностью, увеличение амплитуды колебаний с ростом температуры приводит к линейному росту сопротивления примерно до Т_пл - область 3. При переходе в жидкое состояние у большинства металлов удельное сопротивление увеличивается в 1.5 - 2 раза ( у висмута и галлия уменьшается ).

 

Температурный коэффициент удельного электрического сопротивления определяется так:

= = , K^-1

В справочниках часто приводится величина :

= 1/_ср ( ₂ - ₁ ) / ( T₂ -T₁ )

В области линейной зависимости (T) можно пользоваться выражением:

= _о (1 +( T - T_о )) ,

где _о и удельное сопротивление и температурный коэффициент в начале температурного диапазона, а -удельное сопротивление при температуре T.

 

Лекции по курсу Электротехнические материалы

На главную