48. Работа выхода электрона из металла.

Металл помещен в вакуум, поскольку все электроны в металлах находятся в потенциальных слоях , то для того чтобы электрон из поверхностного слоя металла, смог перейти в вакуум, ему надо совершить работу против сил действующих на границе раздела металла – вакуум. Эта работа называется работой выхода электрона из металла в вакуум. Она измеряется в электрон вольтах.

Авых=е(φв-φме)=е*∆φ

φв≈0 – эта работа является отрицательной;

∆φ – потенциал выхода электрона из металла.

Чтобы электрон смог выйти из металла в вакуум, нужно выполнить условие

Vn – поверхность составляющая скорости электрона.

Работа выхода зависит от материала и от состояния его поверхности.

49. Требования, предъявляемые к проводниковым материалам.

1. Должны быть дешевыми и доступными.

2. Должны обладать высокими значениями электропроводности и низкими значениями сопротивления.

3. Должны иметь высокую теплопроводность.

4. Должны обладать высокой механической прочностью.

5. Должны хорошо паяться и сплавляться.

50. Различные типы проводниковых материалов, их достоинства и недостатки, область применения.

Лучшим проводниковым материалом является электротехническая медь. Ее механические свойства во многих случаях неудовлетворительны, поэтому используют сплавы меди. Важнейшими из них являются бронзы, из которых к лучшим относятся бериллиевая, кремниевая и кадмиевая. Сплавы меди с цинком имеют существенно худшие электрические свойства. Сплавы с большим содержанием меди называются томпаками.

Мягкая медь используется для изготовления жил проводов и кабелей, твердая медь — для троллейных проводов и ламелей коллекторов.

Электротехнический алюминий применяют для изготовления проводов воздушных линий электропередачи, в распределительных устройствах, для изготовления кабелей, обмоток трансформаторов и электрических машин, электромагнитов. Сплавы алюминия применяются там, где относительно плохие механические свойства алюминия недостаточны.

Медь является дорогим и дефицитным материалом.

Алюминий относится к самым распространенным элементам земной коры, и он дешевле меди. Алюминий стоек к окислению. Большим достоинством алюминия является возможность анодного оксидирования.

Недостатком алюминия по сравнению с медью является более низкая удельная электрическая проводимость.

Железо как наиболее дешевый и доступный металл, обладающий к тому же высокой механической прочностью, представляет большой интерес для использования в качестве проводникового материала.

На переменном токе в стали, как в ферромагнитном материале заметно сказывается поверхностный эффект.

Сталь как проводниковый материал используется также в виде шин, рельсов трамваев, электрических железных дорог. Обычная сталь обладает малой стойкостью к коррозии.

Биметалл. Для уменьшения расходов цветных металлов в проводниковых конструкциях выгодно применять так называемый проводниковый биметалл. Это сталь, покрытая снаружи слоем меди, причем оба металла соединены друг с другом прочно и непрерывно по всей поверхности их соприкосновения.

Для изготовления биметалла применяют два способа: горячий и холодный, или электролитический.

Биметалл имеет механические и электрические свойства, прочность биметалла больше, чем меди, но электрическая проводимость меньше.

Такую проволоку применяют для линий связи, линий электропередачи и т.п. Из проводникового биметалла изготовляются шины для распределительных устройств, полосы для рубильников и различные токопроводящие части электрических аппаратов.

Металл с минимальным температурным коэффициентом длины в электротехнике необходим для изготовления термических биметаллов.

Термический биметалл получается при комбинировании двух металлических лент со значительно различающимися температурными коэффициентами длины.

Термические биметаллы используются для целей регулирования температуры, защиты электрического оборудования от перегрузки. Широко используются они для ограничения температуры нагрева в электрических утюгах.