Электропроводимость металлов подгруппы меди
Если к проводнику приложено внешнее электрическое поле, то на беспорядочное тепловое движение свободных элек
тронов накладывается направленное движение под действием сил электрического поля - так называемый дрейф электронов, что и обуславливает электрический ток. Так как носителями электрического тока являются электроны, то проводимость металлических проводников носит название электронной проводимости.
В соответствии с законом Ома сила тока I в цепи прямо пропорциональна напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R:
I = .
Многочисленными опытами установлено, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине проводника l, и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:
R = ; = .
Коэффициент пропорциональности в этой формуле называется удельным сопротивлением. Удельное сопротивление материала проводника численно равно сопротивлению проводника из этого материала, имеющего длину в 1 единицу и площадь поперечного сечения в 1 квадр. единицу.
Наличие примесей в металлическом проводнике увеличивает его удельное сопротивление. Например, примеси в меди могут увеличить удельное сопротивление медного провода в несколько раз. Металлические сплавы имеют значительно большее сопротивление, чем чистые металлы, из которых состоят сплавы. Сплавы применяются в тех случаях, где требуется большее сопротивление проводника (табл.5). В системе СИ единица = Ом ∙ м. Удельной проводимостью называется величина обратная удельному сопротивлению:
Наибольшей электропроводностью обладают одновалентные металлы, то есть металлы подгруппы меди и щелочные металлы. С увеличением валентности наблюдается значительное снижение электропроводности металлов, что видно из сравнения данных удельного сопротивления щелочных, щелочно - земельных металлов и подгруппы меди и цинка.
С повышением температуры сопротивление металлических проводников увеличивается. Обозначая R0 сопротивление проводника при температуре 0 °С, получим для сопротивления при любой температуре формулу:
R = R0 (1 + t) или R = ∙ (1 + t),
Таблица 12
Удельное сопротивление ∙ 10-6 Ом ∙ см некоторых металлов главных и побочных подгрупп
I А | I В | II А | II B | ||||
Rb | 11,6 | Сu | 1,56 | Sr | 30,3 | Cd | 6,7 |
Cs | 18,2 | Ag | 1,47 | Ва | 57,5 | Hg | 93,7 |
где - удельное сопротивление при температуре 0° С, - термический коэффициент сопротивления, показывающий относительное приращение удельного сопротивления при нагревании проводника на 1 0С, положительный для металлов и отрицательный для угля, растворов и расплавов солей и кислот.
Очевидно, что если = (1 + t), то =
Многие металлы и сплавы при глубоком охлаждении (до температуры 1 - 10 К) перестают подчиняться этому закону и скачком полностью утрачивают сопротивление. Это явление называется сверхпроводимостью.
Перечисленные выше материалы используют в электрической промышленности для изготовления основных конструктивных и токоведущих элементов аппаратуры и поэтому от химической устойчивости зависит в целом надежность всего комплекса энергетического оборудования.
Дата добавления: 2016-12-09; просмотров: 1681;