Conductivitatea și rezistivitatea conductoarelor.
Feedback-ul J densitatea de curent și de câmp electric într-un conductor este dată de o formă diferențială a legii lui Ohm
Intervalul de valori ale rezistivității care p conductorilor metalici (la temperatura normală) este destul de îngust: 0.016 de argint și aproximativ 10 micro-ohmi m pentru aliaje zhelezohromoalyuminievyh, adică este nevoie de doar trei ordine de mărime. Conductivitatea conductoarelor de metal conform teoriei clasice a metalelor poate fi exprimată după cum urmează:
Transformarea expresiei pe baza mecanicii cuantice conduce la formula
Pentru diferite metale viteza de mișcare termică aleatorie a electronilor vt aproximativ identică. De asemenea, diferă ușor și concentrația liberă de electroni n0 (pentru cupru și nichel, această diferență este mai mică de 10%). Prin urmare, valoarea γ conductivitate specifice (rezistivitate p) depinde în principal de drum liber mediu al electronilor în conductor X, care este determinată de structura materialului conductor. Toate metalele pure cu rețeaua cristalină mai regulate caracterizate prin cele mai mici valori ale rezistivității; impurități prin deformarea unei zăbrele, duce la o creștere ρ. Aceeași concluzie se poate ajunge în funcție de natura val de electroni. Dispersia undelor de electroni are loc în defectele de cristal cu zăbrele, care sunt proporționale cu o distanță de aproximativ un sfert de lungime de undă a electronului. Încălcările dimensiuni mai mici nu provoacă imprastiere semnificativă a undelor. Conductorul de metal, în care lungimea de undă de electroni este de aproximativ 0,5 nm microdefectele creează împrăștiere semnificativă care reduce mobilitatea electronilor, și, prin urmare, conduce la creșterea ρ materialului.
Coeficientul de temperatură al rezistenței specifice a metalelor.
Numărul de purtători de sarcină în conductorul metalic cu creșterea temperaturii rămâne practic neschimbată. Cu toate acestea, datorită creșterii site-uri cu zăbrele oscilație cu creșterea temperaturii unui număr tot mai mare de obstacole în calea mișcării direcțională a electronilor liberi de către câmpul electric, t. E. Redus cale medie liberă λ a electronilor scade mobilitatea electronilor și, prin urmare, scade conductivitatea metalelor și crește rezistivitate (Figura 2.1)
Cu alte cuvinte, coeficientul de temperatură al rezistenței specifice a metalelor este pozitiv
Potrivit „/> -. 1 Când se modifică temperatura în intervale înguste în practică acceptabilă liniară pe porțiuni de aproximare a funcției care p (T) în acest caz, se presupune că.
unde „/> T1); αρ - coeficientul mediu de temperatură al rezistivității materialului în intervalul de temperatură de la T1 la T2.
Modificarea intensității metalului în timpul topirii rezistență.
În tranziția de la solid la lichid se observă în majoritatea metalelor crește rezistivitate care p, așa cum este prezentat pentru cupru (figura 2.1). Cu toate acestea, pentru unele metale prin topire scade p. Rezistivitatea crește cu topirea acestor metale al căror volum crește în timpul topirii, și invers, în metale, reducând volumul său în timpul topirii, - galiu, bismut, antimoniu ρ scade.
Rezistivitatea aliajelor.
După cum sa menționat deja, impurități și neregularități în structura metalică pentru a crește rezistivității lor. Ρ se observă o creștere semnificativă a alierea celor două metale, atunci când acestea formează împreună o soluție solidă, adică. E. Co-cristalizează după aprobare, și atomii de metal incluse în rețeaua cristalină a unui alt.
Pentru transferul de căldură prin metal, electroni liberi sunt responsabili, care determină conductivitatea electrică a metalelor și numărul care per unitate de volum de metal este destul de mare. Prin urmare, conductivitatea termică a metalelor γt este mult mai mare decât conductivitatea termică a dielectricilor. Evident, alte condiții fiind egale, mai mari conductivitatea electrică specifică la metal, cu atât mai mare trebuie să fie coeficientul său de conductivitate termică. De asemenea, este ușor de observat că pe măsură ce temperatura crește, când mobilitatea electronilor în metal, și în consecință y sale de conductivitate scade, raportul dintre conductivitatea termică a metalului γt sale de conductivitate / γ trebuie să crească. Acest lucru este exprimat matematic prin Wiedemann-Franz-Lorenz
Substituind „/> - 23 J / K și electroni de încărcare e = 1,6 · 10 -19 CI obține L0 = 2,45 · 10 -8 B 2 K 2.
Dacă „intersecții“ aceeași temperatură, atunci suma diferenței de potențial în circuit închis este zero. Situația este diferită atunci când una dintre joncțiuni are o temperatură T1. iar celălalt - temperatura T2 (Figura 2.2).
În acest caz, există între intersecțiile termo-electromotoare egală
Coeficientul de temperatură de dilatare liniară a conductoarelor.
Acest factor este interesant nu numai atunci când se analizează diferitele materiale conjugate într-o anumită structură (posibilitate de fisurare sau rupere conexiunea etanșă la vid cu sticlă, ceramică cu temperatură variabilă). De asemenea, este necesar să se calculeze sârmă coeficient de temperatură