Cei mai importanți parametri ce caracterizează proprietățile materialelor conductibile includ: 1) conductivitatea # 947; sau valoarea sa inversul - rezistivității # 961; 2) coeficientul de temperatură al rezistivității TC # 961; sau # 945; # 961; Și 3) coeficientul de conductivitate termică # 955; T (anterior a fost desemnat # 947; T), 4), cu o căldură specifică; 5) Căldura specifică de topire rT.
Relația dintre densitatea de curent # 948; (A / m), iar intensitatea câmpului electric E (V / m), un conductor metalic, așa cum sa menționat deja mai sus, este dată de formula cunoscută # 948; = # 947; E, numită forma diferențială a legii lui Ohm.
Pentru un conductor având o rezistență R o lungime l și o secțiune transversală constantă S. rezistivitate # 961; se calculează cu formula
pentru a măsura # 961; materiale conductoare sunt autorizate să folosească unități comune Om # 903; mm² / m. Comunicarea între aceste unități rezistivității este după cum urmează:
Intervalul valorilor rezistivității # 961; conductorilor metalici la temperatura normală este destul de îngust: de la 0.036 de argint la aproximativ 3,4 micromhos # 903; m pentru un aliaj de fier-crom-aluminiu.
Rezistența conductorului depinde de frecvența curentului care curge prin ea. Este cunoscut faptul că la frecvențe înalte densitatea curentului variază în secțiunea transversală a conductorului. Este maximal la suprafață și scade pe măsură ce adâncimea de penetrare a conductorului. Deplasarea curentului la suprafața conductorului. Acest fenomen se numește efect de piele. El este mai puternic, cu atât mai mare frecventa. Deoarece aria secțiunii transversale prin care circulă curentul scăzut, AC sârmă de rezistență a fost mai mult decât rezistența DC. Pentru adâncimea de penetrare a curentului în conductorul la frecvența luând adâncimea la care densitatea de curent scade cu un factor e = 2,72 .po, comparativ cu valoarea sa la suprafața conductorului.
Coeficientul de temperatură al rezistenței specifice a metalelor.
electroni liberi de concentrare n într-un conductor metalic cu creșterea temperaturii rămâne aproape neschimbat, dar crește viteza medie a mișcării termice. Amplificat și vibrații ale siturilor de cristal cu zăbrele. mediu Quant vibrații elastice numit fonon. vibrațiile termice mici ale rețelei cristaline pot fi considerate ca fiind un agregat de fononi. Cu creșterea temperaturii crește amplitudinea vibrațiilor termice ale atomilor, adică, a crescut secțiune volumului sferic care ocupă un atom oscilant.
Astfel, pe măsură ce temperatura crește, tot mai multe obstacole în calea electronilor în derivă sub influența unui câmp electric. Aceasta conduce la faptul că a redus calea medie liberă a electronului # 955;, mobilitatea electronilor scade și, ca urmare, scade din metal conductibilitate și mărește rezistivitatea. Schimbarea rezistivitatea conductorului la o schimbare a temperaturii la 3K, în legătură cu rezistivitatea conductorului la o temperatură dată, numită coeficient de temperatură al rezistivității TK # 961; sau. Coeficientul de temperatură al rezistivității măsurate în R-3. Coeficientul de temperatură al rezistenței specifice a metalelor este pozitiv. După cum rezultă din definiția dată mai sus, exprimarea diferențiată a TK # 961; Acesta este după cum urmează:
.
Căldura specifică a unei substanțe se caracterizează absorb căldura Q în timpul încălzirii. Deoarece capacitatea calorică a unui corp fizic este o cantitate egală cu cantitatea de căldură absorbită de acest organism prin încălzire la 3K, fără a schimba starea de fază. Capacitatea termică se măsoară în J / K. Capacitatea termică a materialelor metalice crește odată cu creșterea temperaturii. Prin urmare, amploarea capacității calorice C este determinată la o modificare a infinitezimal starea sa:
Raportul dintre capacitatea calorică C a masa m a corpului numit căldura specifică din:
.
Căldura specifică este măsurată în J / (kg # 8729; K). Materiale refractare caracterizate prin valori scăzute ale căldurii specifice, materialele fuzibil, prin contrast, sunt caracterizate printr-o valoare ridicată a căldurii specifice.
transferul conductiv termic numită de energie termică Q încălzită în mediu neuniform datorită mișcării termice și a interacțiunii particulelor sale componente. transfer de căldură în orice mediu sau orice organism are loc din părțile fierbinți ale frig. Drept urmare, mediul de transfer termic egalizează temperatura sau corp. In metale, transferul de căldură este efectuată prin electronii de conducție. Numărul de electroni liberi pe unitatea de volum de metal este destul de mare. Prin urmare, ca regulă, conductivitatea termică a metalelor este mult mai mare decât conductivitatea termică a dielectricilor. Mai mici impuritățile cuprind metale, mai mare conductivitatea termică a acestora. Cu o creștere a conductivității termice a impurităților este redusă.
După cum se știe, procesul de transfer de căldură este descris de legea lui Fourier:
.
Aici, - .. O densitate a fluxului termic, adică cantitatea de căldură de-a lungul de coordonate x care se extinde printr-o unitate de arie a secțiunii transversale pe unitatea de timp, J / m 2 # 8729; s
- gradientul de temperatură de-a lungul coordonatei x. K / m,
- factorul de proporționalitate, numit coeficientul de conductivitate termică (denumită anterior), W / R # 8729; m.
Astfel, termenul de conductivitate termică corespund celor două concepte: acest proces de transfer de căldură, iar coeficientul de proporționalitate care caracterizează procesul.
Temperatura și căldura de fuziune. Căldura absorbită de corp solid cristalin la tranziția de la o etapă la alta se numește căldură tranziție de fază. În special, căldura absorbită de corp solid cristalin la tranziția de la solid la lichid, numită căldura de fuziune, iar temperatura la care are loc topirea (la presiune constantă), menționată ca temperatura de topire și reprezintă TPL. Cantitatea de căldură care trebuie însumează unitate solid cristalin de greutate corporală, la o temperatură de TPL să-l transfere la o stare lichidă, denumită căldură specifică de fuziune a RPL și măsurate în MJ / kg sau în kJ / kg. În funcție de punctul de topire a metalelor refractare distincție care are un punct de topire mai mare decât cea a fierului, adică mai mare decât 3539 0 C și un punct de topire mai mic de fuzibil 500 0 C. Intervalul de temperatură de la 500 0 C până la 3539 0 C se referă la valorile medii ale punctelor de topire.
Funcția de lucru a electronului metalic. Opytpokazyvaet, electronii chtosvobodnye la temperaturi obișnuite, practic, nu lăsați un metal. Acest lucru se datorează faptului că stratul de suprafață al reținerii de metal generat de câmp electric. Acest câmp electric poate fi reprezentat ca o barieră potențială la iesirea electronilor din metal la vidul înconjurător. Bariera potențial de menținere este generat din două motive. În primul rând, datorită forțelor de atracție ale sarcinii pozitive excesul care rezultă din metal, ca urmare a emisiei de electroni din acestea și, în al doilea rând, datorită forțelor de repulsie de electroni emiși anterior, care au format lângă suprafața metalică a norului de electroni. Acest nor de electroni, împreună cu stratul exterior de ioni pozitivi formează o rețea de strat electric dublu, un câmp electric este similar cu condensator plan câmp. Grosimea acestui strat este de mai multe distanțe interatomice (30 -30 -30 -9 m). Aceasta nu creează un câmp electric în spațiul cosmic, dar creează o barieră potențială la ieșirea din electronii liberi ai metalului.