materialovedenie / 6. Задания к коллоквиумам / 1. Проводниковые материалы

Проводниковые материалы

Вариант № 1

1.Какие существуют основные виды проводников электрического тока?

2.Каковы основные виды химической связи в металлах и чем они обусловлены?

3.Свободные электроны в металле не соударяются с решеткой в том случае, если:

1) атомы не смещены с регулярных позиций;

2) значение температуры близко к абсолютному нулю;

3) решетка не содержит дефектов.

4.Что называется температурным коэффициентом удельного сопротивления?

5.В каком случае газ становится проводником электрического тока?

6.Почему металлические сплавы типа твердых растворов имеют более высокое удельное сопротивление, нежели чистые компоненты, образующие сплав?

7.Какими преимуществами по сравнению с медью обладает алюминий как проводниковый материал?

8.При включении в электрическую цепь проводника диаметром 0,5 мм и длиной 43 мм разность потенциалов на концах проводника составила 2,4 В при токе 2 А. Определить удельное сопротивление материала проводника.

Проводниковые материалы

Вариант № 2 1.Проклассифицировать проводниковые материалы по химическому составу.

2.В чем различия между монокристаллами, поликристаллами и аморфными веществами? Какой тип строения вещества характерен для металлов?

3.Химическая связь в металлах объясняется:

1)притяжением противоположно заряженных ионов;

2)взаимным притяжением положительно заряженных атомных остовов и обобществленными электронами;

3)электронами, обобществленными соседними атомами.

4.Объяснить зависимость удельного сопротивления тонких металлических пленок от их толщины.

5.Что такое проводник второго рода?

6.Перечислить основные материалы высокой проводимости, указать их характерные свойства.

7.Охарактеризовать бронзу как проводниковый материал.

8.Определить время, в течение которого электрон пройдет расстояние 1 км по медному проводу, если удельное сопротивление меди 0,017 мкОм·м , а разность

потенциалов на концах проводника 220 В (концентрация свободных электронов в меди 8,45·10 28 м -3).

Проводниковые материалы

Вариант № 3

1.Какие основные виды проводников электрического тока Вам известны?

2.Приведите примеры точечных и протяженных дефектов структуры в кристаллах.

3.Электроны в металле можно рассматривать как газ, потому что:

1)они испытывают давление со стороны внешних поверхностей металла;

2)число столкновений велико;

3)кинетическая энергия каждого электрона может изменяться почти непрерывно.

4.Как и почему меняется удельное электрическое сопротивление металлов при плавлении?

5.Как зависит удельное сопротивление тонких металлических пленок от их толщины и почему?

6.Для чего в электронных средствах применяются благородные металлы?

7.Перечислить неметаллические проводниковые материалы и привести примеры их применения в электронной технике?

8.В металлическом проводнике с площадью поперечного сечения 10-2 мм2 и сопротивлением 10 Ом концентрация свободных электронов равна 8,45·1028 м-3. Определить скорость дрейфа электронов при напряжении 0,1 В.

Проводниковые материалы

Вариант № 4

1.Что является носителем заряда в проводниковых материалах?

2.Почему при образовании твердого тела энергетические уровни атомов образуют энергетические зоны?

3.Вероятность столкновения электрона обратно пропорциональна длине свободного пробега:

1) верно;

2) неверно.

4.Чем определяется удельное сопротивление металлов?

5.Назвать жидкие проводники электрического тока.

6.Какие металлы и в каких условиях могут переходить в сверхпроводящее состояние ?

7.Привести примеры сплавов высокого сопротивления и назвать области их применения.

8.Из никелевой ленты шириной 1 см и толщиной 1 мм необходимо изготовить шунт сопротивлением 0,4 Ом. Какой длины должна быть никелевая лента, если удельное сопротивление никеля 0,068 мкОм·м?

Проводниковые материалы

Вариант № 5

1.Какова средняя концентрация носителей заряда в проводниках?

2.От чего зависит ширина запрещенной зоны?

3.Удельное сопротивление металлов определяется следующими факторами: 1) примеси; 2) фононы;

3) размеры атомных остовов;

4) дефекты структуры;

5) механические напряжения.

4.Почему удельное сопротивление металлов увеличивается с повышением температуры?

5.Что такое сверхпроводимость?

6.Какие свойства меди обусловливают ее широкое применение в электронной технике?

7.Объяснить наличие проводниковых свойств у ряда оксидных материалов.

8.Вычислить падение напряжения на полностью включенном реостате,

изготовленном из константановой проволоки длиной 10 м при плотности тока 5 А/мм2. Удельное сопротивление константана 0,5 мкОм·м.

Проводниковые материалы

Вариант № 6

1.Дать определение проводниковым материалам.

2.В чем различие между электронами проводимости и свободными электронами?

3.Удельное сопротивление металла в пленочном состоянии выше, чем в объемном, потому что:

1) пленка имеет малую толщину; 2) пленочный металл более плотен и более дефектен, чем объемный;

3) подвижность электронов понижена из-за адгезионных сил.

4.Как влияют примеси на удельное сопротивление металлов?

5.Что такое припой?

6.Для чего применяют тугоплавкие проводниковые материалы?

7.Что такое контактолы и для чего они применяются?

8.К медной проволоке длиной 6 м и диаметром 0,56 мм приложено напряжение 0,1 В. Сколько электронов пройдет через поперечное сечение проводника за 10 с, если удельное сопротивление меди равно 0, 017 мкОм·м?

Проводниковые материалы

Вариант № 7

1.Каково значение удельного сопротивления проводниковых материалов?

2.Как отразится введение примеси в металл на его удельном объемном сопротивлении?

3.Удельное поверхностное сопротивление пленочного проводника представляет собой:

1) удельное объемное сопротивление, отнесенное к толщине пленки; 2) сопротивление внешних окисленных слоев;

3) сопротивление квадрата пленки, ток в котором протекает параллельно одной из сторон.

4.Является ли температурный коэффициент удельного сопротивления константой для данного металла?

5.Охарактеризовать основные свойства сверхпроводников.

6.Что такое кермет?

7.Назвать проводниковые материалы, применяемые для изготовления термопар.

8.Определить температурный коэффициент линейного расширения и

удлинение нихромовой проволоки, если известно, что при повышении температуры от 20 до 1000оС электрическое сопротивление проволоки изменяется от 50 до 56,6 Ом. Длина проволоки в холодном состоянии 50 м.

Температурный коэффициент удельного сопротивления нихрома принять равным 15·10-5 К-1.