SHPORA.net :: PDA | |
Main FAQ гуманитарные науки естественные науки математические науки технические науки Определение и классификации проводников Проводники: материалы, имеющие удельное электрическое сопротивление (р) меньше 10-8 Ом*м и предназначенные для коммутации, контактирования и накопления заряда. На основе проводников можно изготавливать также ирезистивные материалы. К проводниковым материалам относятся: * все металлы; * полуметаллы: графит (углерод), мышьяк, висмут, сурьма и некоторые растворы электролитов. * о Другими словами, проводники делятся на электронные (металлы; полупроводники), ионные (электролиты) и смешанные, где имеет место движение как электронов, так и ионов (напр., плазма). Металлы III а — Villa групп имеют отличительную структуру - незаполненные d— оболочки, и это сказывается на многих свойствах. Такие металлы называют переходными или d—элементами. Остальные металлы (I, II и II б) — непереходные или s— и р-элементы (на внешних оболочках небольшое число электронов) — являются лучшими проводниками электрического тока и имеют высокие электропроводность и теплопроводность (переходные металлы уступают непереходным в 3.. .6 раз): Ag, Си, А и, А1. Другие общеизвестные признаки металлов: блеск, ковкость, склонность к коррозии и др. — не выполняются настолько строго, чтобы быть «законом». Например: * углерод (алмаз) — диэлектрик; РЬ (свинец) — металл и проводник: и имеют на s — и р —оболочках по 4 (четыре) электрона; * углер од (гр афит) - пр ов о дник * о т.е. сегодня довольно трудно выделить единственный объективный критерий отнесения материала х металлам, поэтому в настоящее время таким критерием стали считать следующий: наличие электропроводности (р) при Т^О'ЧС. Согласно этому критерию к металлам следует отнести графит и некоторые химические соединения типа V02, что нарушает сформулированные еще Л омоносовым представления. Организационно, исторически и независимо от теоретического определения металлов сложилось следующее деление (классификация) металлов: * черные и цв етные (металлургия); * щелочные и щелочноз емельные (химиче екая пр омьплпенно сть) Электрические свойства проводников К электрическим относятся следующие характеристики материалов: • объемная удельная электропроводность (у) или объемное удельное электросопротивление (р); р= 1/у; • температурный коэффициент электросопротивления ТКр или температурная зависимость электросопротивления; для практически важных диапазонов температур — в большинстве случаев эта зависимость линейная или близка к линейной, т. е. может быть описана соотношением: p(t) = p(0)-(l + ap۰Δt) P(t),P(0) - соответственно удельное электросопротивление при текущей температуре (t) и температуре, взятой за начало отсчета (0) ар, или, ТКр, град 1 - температурный коэффициент эпектр о с опр отивпения, характеризует относительное изменение эпектр о с опр отивпения при изменении температуры на 1 градус (говорят, является мерой чув стБитепьно ста эпектр о с опр отивпения к температуре или, другими словами, мерой термической стабильности) Особенности электропроводности металлических материалов Удельная электропроводность у зависит от: • концентрации носителей - электронов проводимости; (наибольшей электропроводностью обладают Си, Аи, А1 — концентрация электронов в них свыше 10 22 см-з) — в металлических проводниках с ростом температуры концентрация электронов практически не изменяется (эта особенность - основное отличие металлов от ПП — материалов, концентрация носителей в которых -1017... 1020 см-з); • подвижности электронов - в металлических проводниках с ростом температуры подвижность электронов заметно уменьшается — и именно это влияет на зависимость электропроводности от температуры; • химического состава, т.е. от наличия и концентрации дефектов структуры: — атомов другого сорта в решетке металла (примесей, создающих дефекты структуры); • внешних технологических воздействий, т.е. от наличия и концентрации дефектов (прежде всего - дислокаций) после ХПД (холодной пластической деформации) — в результате сильной ХПД уд. электросопротивление Ag^ Си, Аи, Al, Ni может возрастать на 5.. 6%, а уд. электросопротивление MO И W — на 15...20%. Классификация проводниковых материалов Основные классификационные признаки: - р($, схр • высокоэлектропроводные (низкоомные) проводниковые материалы - используются в качестве проводников; • высокоомные (резнстнвные) проводниковые материалы - используются в качестве различного рода сопротивлений и резистивньгх элементов; • (иногда выносят в отдельную группу) материалы, имеющие особенности изменения сопротивления под действием внешних возмущений - терморезистивные (под действием температуры), тензорезистивные (под действием упругих деформаций и напряжений), фоторезистивные (под действием излучения) |