Атом водорода Классическая теория теплоёмкости Дебаевская теория Решётка Браве Проводимость твёрдых тел Проводники, полупроводники и изоляторы Прикладная математика и физика Электромагнитное взаимодействие Первообразная функция Интегрирование Вычислить производную задачи

Лекции по курсу Электротехнические материалыначало

Теплопроводность металла

Отношение коэффициента теплопроводности [MET8B] к удельной проводимости металла выражается законом Видемана - Франца - Лоренца:

[MET8B] / [MET2C] = Lo T,

Lo=2.45.10-8 В22 - 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.

 

[Эффект Зеебека]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 = [MET8B] ( Т2 - Т1 ),

где [MET8B] - относительная дифференциальная (удельная) термо - э.д.с.

Причины термо - э.д.с.:

 

Зависимость удельного электрического сопротивления металлов от температуры

[Характерные температуры]

Характерными температурами являются:

  • Тпл - температура плавления;
  • [MET8B] - 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 [MET8B] может быть объяснен возбуждением новых частот тепловых колебаний решетки, при которых происходит рассеяние носителей заряда - область 2. При Т > [MET8B], когда спектр колебаний возбужден полностью, увеличение амплитуды колебаний с ростом температуры приводит к линейному росту сопротивления примерно до Тпл - 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 - Tо )) ,

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

     

    Лекции по курсу Электротехнические материалыначало

    Решение задач по физике, электротехнике, математике