5. Основные параметры проводников.

а) Удельное сопротивление (удельная проводимость)

þ=RS / l,

где R – электрическое сопротивление проводника, Ом;

S – поперечное сечение проводника, мм²;

l – длина проводника, м;

б) температурный коэффициент удельного сопротивления. Удельное сопротивление изменяется с температурой, при расплавлении происходит скачкообразное повышение þ, и в узком диапазоне можно считать зависимость þ(t) линейной:

þ_t=þ₀[1+_þ(T₂ – T₁ )]

где _þ — температурный коэффициент удельного сопротивления, (град^-1);

в) изменение удельного сопротивления при деформации (упругом растяжении и сжатии)

где  - механическое напряжение снятия образца, Н;  - со знаком «+» коэффициент растяжения, со знаком «-» - сжатия; При пластической деформации удельное сопротивление, как правило, повышается. Термическая обработка (отжиг) может снять напряжение и восстановить удельное сопротивление;

г) удельное сопротивление сплавов, если два металла в сплаве образуют твердый раствор, то удельное сопротивление сплава больше, чем у каждого из металлов в отдельности.

д) связь между электро- и теплопроводностью выражается по экспериментальному закону Видемана-Франца-Лоренца

,

где Т – термодинамическая температура, К; L₀ – число Лоренца, равное

6. ,

где k = 1,3810^-23 Дж/К – постоянная Больцмана;

е = 1,610^-19 Кл – величина заряда,

Чем больше удельная электрическая проводимость металла , тем больше должен быть и его коэффициент теплопроводности _т.

е) термоЭДС,, при соприкосновении двух различных металлов между ними возникает контактная разность потенциалов, обусловленная неодинаковой работой выхода электрона. Термоэлемент из двух различных проводников, образующих замкнутую цепь называют термопарой (рисунок 21).

,

где U_A , U_B — потенциалы соприкасающихся металлов А и В;

n_0A, n_0B - концентрация электронов в металлах А и В; k = 1,3810^-23 Дж/К – постоянная Больцмана; е = 1,610^-19 Кл – величина заряда.

Если температуры «спаев» одинаковы, то U_AB=0, если разные, то: U=U_AB–U_BA=U_A–U_B+(kT₁/e)•ln( n_0A /n _0B)–U_A+U_B–(kT₂/e)•ln(n_0A/n _0B)=k / e • • (T₁–T₂ ) • ln ( n_0A / n _0B ),

либо это выражение можно записать

U =  (Т₁ – Т₂),

где  -постоянный для данной пары проводников коэффициент термо-ЭДС.

7. Основные параметры магнитных материалов.

Основной причиной магнитных свойств материалов, являются внутренние скрытые формы движения электрических зарядов, представляющие собой элементарные круговые токи. К ним относятся вращение электронов вокруг собственной оси (электронные спины) и орбитальное вращение электронов. Возникновение магнитных свойств у ферромагнетиков связано с их доменным строением. Домены - это области самопроизвольной намагниченности, возникающие даже в отсутствие внешнего магнитного поля, в которых магнитные моменты атомов ориентированы параллельно.

Параметры магнитных материалов:

а) намагниченность (интенсивность намагничивания), [A/м]

, где М - магнитный момент; V – объем, м³.

б) Напряженность магнитного поля, [A/м]

, где I - ток, [A]; w - число витков; r - радиус катушки, [м].

в) Зависимость намагниченности от напряженности

, где  - магнитная восприимчивость (для диамагнетиков <0, для парамагнетиков >0, для ферромагнетиков >>0), безразмерная величина.

г) Магнитная индукция, [Тл]

, где ₀= 4*10^-7 Гн/м - магнитная постоянная.

д) поток магнитной индукции (магнитный поток), [Вб]

, где S – площадь, м².

е) магнитодвижущая сила, [А]

, где l - длина магнитной линии, [м].

.

Магнитомягкие материалы имеют высокую магнитную проницаемость , малую коэрцитивную силу Н_с и небольшие потери на гистерезис. Используются в качестве сердечников трансформаторов, электромагнитов, электрических машин. К ним относятся железо, низкоуглеродистая электротехническая листовая сталь, особо чистое железо, сталь, электротехническая сталь, пермаллои, альсиферы, ферриты.