Удельное сопротивление сплавов

Электропроводность проводниковых материалов и её зависимость от различных факторов

2.3.1 Физическая природа электропроводности проводников. Виды электропроводности

Способность любых материалов проводить электрический ток определяется наличием зарядов в нем и возможностью их движения. Можно написать наиболее общую формулу, для плотности тока j верную для любых сред:

j = S ni·qi·vi

где i - тип заряда, (например электроны, ионы различных молекул, молионы, заряженные частицы и т.п.), ni - концентрация зарядов i-типа, qi - значение заряда, vi - скорость носителей заряда.

Для всех сред, за исключением вакуума, скорость носителей пропорциональна напряженности поля

vi =μi · E

где μi - подвижность носителей заряда i-типа.

Подвижностью носителей заряда называется коэффициент пропорциональности между скоростью носителей заряда vi и напряженностью поля E. Она представляет собой среднюю скорость переноса носителей заряда в электрическом поле с единичной напряженностью Е=1 В. Размерность подвижности - м2/(В с).

J= n_i·q_i·v_i = n_i·q_i· μ_i · E = γ · E = E/ρ

где γ – удельная электропроводность (проводимость), См/м;

ρ – удельное сопротивление, Ом·м.

Диапазон значений ρ для проводников (при нормальной температуре) от 0,016 до

10 мкОм ·м.

Например, для: платины – 0,105 мкОм ·м;

меди – 0,0172 мкОм ·м;

свинца - 0,12 мкОм ·м;

серебра - 0,016 мкОм ·м;

золота - 0,024 мкОм ·м;

алюминия – 0,027 мкОм ·м;

олова - 0,12 мкОм ·м;

2.3.2 Зависимость электропроводности проводников от строения и состава (влияние примесей и дефектов)

Примеси и нарушения правильной структуры металлов ведут к увеличению их удельного сопротивления.

Значительное возрастание удельного сопротивления наблюдается при сплавлении двух металлов в том случае, если они образуют твердый раствор, т.е. создают при отвердевании совместную кристаллизацию и атомы одного металла входят в кристаллическую решетку другого. Примером таких сплавов могут служить сплавы системы медь-никель.

Если сплав двух металлов не создает кристаллизацию, то удельное сопротивление приближенно определяется арифметическим правилом смешения.

2.3.3 Зависимость электропроводности проводников от температуры

2.3.4 Зависимость электропроводности проводников от деформаций