Проводниковые материалы. Скорость движения электронов в проводнике
В таблице 5 представлены проводниковые материалы. Требуется:
1. Дать определение проводника.
2. Привести практическую классификацию проводниковых материалов.
3. Назвать основные параметры проводников и кратко поясните их физический смысл.
4. Для заданных материалов привести числовые значения этих параметров.
5. Кратко описать сами материалы, указать основные области их применения.
А для первого проводникового материала также требуется определить:
Концентрацию свободных электронов в заданном материале при температуре T К.
Среднюю скорость дрейфа электронов.
За какое время электрон пройдет провод линии связи протяженностью L км, если он будет двигаться без столкновения с узлами кристаллической решетки при разнице потенциалов U В.
Таблица 4.1. Проводниковые материалы
Вариант Наименование проводникового материала
По предпоследней цифре шифра По последней цифре шифра
3 Алюминий
5
Станнид ниобия
Таблица 4.2. Исходные данные
Величина и единица измерения Номер варианта
2 3
По предпоследней цифре шифра
I, A 8
S, мм2 3,8
По последней цифре шифра
U, В
100
D, км
3,5
Решение
Проводник — вещество, среда, материал, хорошо проводящие электрический ток. Среди наиболее распространённых твёрдых проводников известны металлы, полуметаллы, углерод (в виде угля и графита). Пример проводящих жидкостей при нормальных условиях — ртуть, электролиты, при высоких температурах — расплавы металлов.
Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 660 °C.
По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место — среди металлов.
Металл алюминий характеризуется высокой электропроводностью, теплопроводностью, стойкостью к коррозии и морозу, пластичностью. Он хорошо поддаётся штамповке, ковке, волочению, прокатке. Алюминий хорошо сваривается различными видами сварки. Важным свойством является малая плотность около 2,7 г/см³. Температура плавления составляет около 660°С.
Механические, физико-химические и технологические свойства алюминия зависят от наличия и количества примесей, которые ухудшают свойства чистого металла
. Основные естественные примеси – это кремний, железо, цинк, титан и медь.
По степени очистки различают алюминий высокой и технической чистоты. Практическое различие заключается в отличии коррозионной устойчивости к некоторым средам. Чем чище металл, тем он дороже. Технический алюминий используется для изготовления сплавов, проката и кабельно-проводниковой продукции. Металл высокой чистоты применяют в специальных целях.
По показателю электропроводности алюминий уступает только золоту, серебру и меди. А сочетание малой плотности и высокой электропроводности позволяет конкурировать в сфере кабельно-проводниковой продукции с медью. Длительный отжиг улучшает электропроводность, а нагартовка ухудшает.
Теплопроводность алюминия повышается с увеличением чистоты металла. Примеси марганца, магния и меди снижают это свойство
Заказать работу
на новый заказ в Автор24.
