Термоелектричні явища.

Якщо взяти металеву пластину товщиною d і пропустити електричний струм вздовж осі Х і включити магнітне поле вздовж осі Z, то вздовж осі Y, виникає різниця потенціалів Еу між точками А і В.

Z

A

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ X

B

Y

- напруженість магнітного поля, що прикладене в цьому напрямку.

Пояснення ефекту : магнітне поле, яке спрямоване перпендикулярно руху електронів відхиляє їх наближаючи їх до однієї із сторін пластини в результаті ця сторона буде заряджена негативно, ось чому виникає різниця потенціалів. Цей ефект називається ефектом Холла.

Серед таких типових термоелектричних явищ : ефект Томпсона, Зеєбека.

Матеріали з особливими електричними властивостями.

Вони діляться на 4 основних категорії:

1. провідникові матеріали з малим

2. сплави з високим (жароміцні)

3. сплави з високим і малим температурним коефіцієнтом опору по відношенню до міді

4. сплави для термометрів опору, для освітлювальних ламп для катодів і високотемпературних печей.

І група:

Відносяться чисті метали : Ag, Cu, Al (найбільш широко застосовуються в техниці)

оскільки Cu має невелику міцність, то її зміцнюють Cd (1%) , має достатньо високу електропровідність приблизно 90% від електропровідності міді, причому Cd суттєво зміцнює Cu, якщо у міді межа міцності , у сплавуCu + 1% Cd .

алюміній зміцнюють кремнієм, магнієм, железом і рядом інших легуючих елементів. Утворюються сплави : - альдрей

- альмельк

в яких межа міцності в двічі більше ніж у чистому алюмінії.

ІІ група : Це сплави для електронагрівачів .

Вимоги : - високе , яке дозволяє зосередити велику потужність в малому об’ємі

- висока жароміцність (здатність зберігати високу міцність при високих температурах)

- достатньо висока крипостійкість (стійкість проти повзучості)

сплави повинні забезпечити збереження геометричних розмірів нагрівачів в процесі експлуатації

- повинні мати високу пластичність в холодному стані для забезпечення можливості виготовляти нагрівальні елементи (дроти, стрічки). Цим вимогам задовольняють потрійні системи :

1) Fe – Cr – Al

2) Ni – Cr – Fe

1.1 фехраль Х13Ю4 (Ю – алюміній )

=126 мк Ом см

Робоча температура = 900

1.2 мегапир Х37Ю5

= 130 мк Ом см

Робоча температура = 1150

1.3 супермегапир Х37Ю7А

= 180 мк Ом см

Робоча температура = 1300

До сплавів ІІ-ої групи :

2.1 ніхром Х15Н60

= 110 мк Ом см

Робоча температура = 1000

Х20Н80

ІІІ група:

Це сплави для виготовлення реостатів і термопар.

Вимоги : - високе

• малий

• незмінність властивостей в часі.

Для реостатів або для термометрів опору використовується сплав Cu – Ni - Mn

3.1 константан МН40-1.5

=50 мк Ом см

Робоча температура = 900

3.2 манганін МН3-12

=42 мк Ом см

Робоча температура = 950.

ІV. Матеріали для термометрів опору.

Відносяться: чисті метали, такі як, мідь, нікель, платина, вольфрам і деякі інші тугоплавкі метали. Ці метали використовуються для термометрів опору, що в них спостерігається лінійна залежність питомого електричного опору від температури.

для освітлювальних ламп використовують вольфрам, для катодів використовують вольфрам, W – Re сплави, для високотемпературної печі використовують платину, молібден, вольфрам , графіт.

Платина дозволяє досягти температуру від 5 до 1600 .