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
2 Свинец
0
Фехраль Х13Ю4
Таблица 4.2. Исходные данные
Величина и единица измерения Номер варианта
2 0
По предпоследней цифре шифра
I, A 5
S, мм2 1,5
По последней цифре шифра
U, В
50
D, км
1,0
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.
Свинец — очень мягкий металл светло-серого цвета, обладающий высокой пластичностью и коррозионной стойкостью к многим реагентам (серной и соляной разбавленным кислотам, аммиаку и некоторым другим).
Ниже представлены некоторые численные значения параметров, характеризующих свинец:
удельное сопротивление мкОм·м;
плотность 11,4 МГ/м3
температурный коэффициент удельного сопротивления
K-1;
коэффициент теплопроводности Вт/(м·К);
удельная теплоемкость Дж/(кг·К);
теплота плавления 327°С;
температурный коэффициент линейного расширения K-1
работа выхода электронов из металла (нет данных)
контактная разность потенциалов и термоэлектродвижущая сила;
предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве: 11-13 МПа.
Благодаря большой пластичности, гибкости и сравнительно невысокой температуре плавления свинец широко применяется для изготовления защитных оболочек электрических кабелей
. Гибкая свинцовая оболочка предохраняет кабель от проникновения в него влаги и других агентов, снижающих качество изоляции.
Свинец используется также для получения мягких оловянной свинцовых припоев (марки ПОС-30, ПОС-40, ПОС-61 и др.) а также в производстве легкоплавких вставок предохранителей и пластин для кислотных аккумуляторов.
Характерным свойством свинца является поглощение им рентгеновских лучей, поэтому свинец применяют в качестве защитных экранов в рентгеновских установках.
Недостатками свинца являются: слабая стойкость к вибрациям, что обусловлено его крупнокристаллическим строением, и низкая коррозионная стойкость по отношению к гниющим органическим веществам, а также к растворам извести, бетона и некоторым другим.
Свинец, пары от расплавленного свинца и различные соединения свинца ядовиты. Работа с расплавленным свинцом должна производиться в специальных хорошо вентилируемых камерах.
Свинец и его соединения (окись свинца РbО, свинцовый сурик Рb3O4 и др.) могут проникать внутрь организма через кожный покров при соприкосновениях со свинцовыми изделиями.
Свинец является дефицитным металлом и в производстве кабелей он заменяется алюминием или синтетическими материалами (поливинилхлоридом, полиэтиленом), из которых изготовляют защитные оболочки кабелей.
Фехраль - железо-хромо-алюминиевый сплав, состоящий из следующих элементов: хром Cr; алюминий Al; Fe
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
