Учебно-методический комплекс по дисциплине «электротехнические материалы»

Изменение удельного сопротивления металлов при плавлении. При переходе из твёрдого состояния в жидкое у большинства металлов наблюдается увеличение сопротивления. Удельное сопротивление увеличивается у тех металлов, которые при плавлении увеличивают объём, т. е. уменьшают плотность. У некоторых металлов (галлий, висмут, сурьма и др.) при плавлении наоборот объём уменьшается, и удельное сопротивление падает.
Удельное сопротивление сплавов. Примеси и нарушения правильной структуры ведут к увеличению их удельного сопротивления. Зависимость удельного сопротивления сплава двух металлов от изменения содержания каждого из них от 0 до 100 % имеет максимум при некотором соотношении компонентов. А вот у температурного коэффициента α_ρ закономерность обратная: у чистых металлов высокие значения температурного коэффициента, а у сплавов α_ρ меньше и даже может приобретать небольшое отрицательное значение.
Термоэлектродвижущая сила. Если спаять два разных металлических проводника А и В, то между ними возникает контактная разность потенциалов U_AB.
Причины появления этой разности потенциалов две:
а) различие значений работы выхода электронов из разных металлов;
б) разная концентрация электронов в металлах.
Если температура спаев одинакова, то сумма разностей потенциалов в замкнутой цепи равна нулю. А если температура у спаев разная, то возникает термоэлектрическая движущая сила:
U=C·(T₁-T₂),
где C – постоянный для этой пары проводников коэффициент термо-э. д. с.
Провод, составленный из двух изолированных друг от друга проволок из различных металлов или сплавов (термопара), используется для измерения температур. В термопарах используются проводники, имеющие большой и стабильный коэффициент термо-э. д. с.
Теплопроводность металлов. Мощность теплового потока от конденсатора определяется уравнением Фурье:
∆P_т = γ_т ∆S,
где – градиент температуры, ∆S – площадь корпуса конденсатора,
γ_т – теплопроводность, .
За передачу тепла через металл в основном ответственны свободные электроны. Поэтому теплопроводность γ_т металлов намного больше, чем теплопроводность диэлектриков. Чем больше у металла электрическая проводимость γ, тем больше и его теплопроводность.
Температурный коэффициент линейного расширения. Температурный коэффициент линейного расширения определяется по формуле:
= = ,
где – температурный коэффициент линейного расширения, К^-1.
Для чистых металлов _R » и можно пренебречь и принять α_R ≈ α_ρ.
Для сплавов, у которых α_ρ невелико, пренебрегать нельзя.