III. Проводниковые материалы
Важнейшей характеристикой проводниковых материалов является их электропроводность. Электропроводность – это величина, обратная электрическому сопротивлению.
(3.1)
где σ – удельная электрическая проводимость; ρ – удельное электрическое сопротивление.
Ее значение можно вычислить по формуле (3.2)
где n – концентрация носителей заряда; q – величина заряда носителей; μ – подвижность носителей заряда; Подвижность носителей заряда характеризует скорость их перемещения под действием электрического поля (рис. 3.1). Численно она равна скорости перемещения частиц под действием электрического поля единичной напряженности.
Рис. 3.1. Движение свободных носителей в проводнике
На подвижность электронов в металле оказывают влияние два фактора: наличие дефектов кристаллической решетки и строение внутренних электронных оболочек атомов. При любом искажении кристаллической решетки распространение электронных волн затрудняется, что эквивалентно снижению подвижности электронов. Наличие незаполненных внутренних электронных оболочек у атомов также снижает подвижность электронов. В этом случае свободные электроны могут временно захватываться незаполненными внутренними оболочками атомов. Поэтому электропроводность переходных металлов с незаполненными внутренними электронными оболочками существенно ниже электропроводности обычных металлов. Концентрация носителей заряда n в металлах практически постоянна и не зависит от температуры. Носителями заряда в металлических материалах являются свободные электроны, появляющиеся при образовании металлической связи. В этом случае валентные электроны отрываются от атомов и обнажается полностью заполненная электронная оболочка. Валентные электроны становятся свободными и могут перемещаться по всему кристаллу, образуя «электронный газ». Чем плотнее упакована кристаллическая решетка металлов, тем выше плотность электронного газа и, соответственно, выше проводимость материала. В этой связи следует ожидать, что электропроводность металлов с ГЦК решеткой будет выше, чем электропроводность металлов с ОЦК решеткой. Все проводниковые материалы можно условно разделить на три группы: 1) материалы высокой электропроводности, используемые для изготовления проводников; 2) металлические материалы высокого удельного электрического сопротивления, применяемые для изготовления резисторов и нагревательных элементов; 3) материалы для изготовления контактов. Очевидно, что у материалов высокой электропроводности и контактных материалов электропроводность должна быть велика, тогда как электропроводность материалов высокого электросопротивления должна быть мала.
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (209)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |