Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Основные теоретические положения. Из курса физики известно, что элементарные частицы (в том числе и электроны) обладают свойством корпускулярно-волнового дуализма
|
|
Из курса физики известно, что элементарные частицы (в том числе и электроны) обладают свойством корпускулярно-волнового дуализма. Поэтому движение свободных электронов в металле можно рассматривать как распространение плоских электронных волн.
Такая плоская электронная волна в строго периодическом потенциальном поле распространяется без рассеяния энергии (без затухания), то есть идеальная, не содержащая искажений кристаллическая решетка твердого тела не оказывает рассеивающего влияния на поток электронов. Это означает, что в идеальном кристалле при Т®0 К длина свободного пробега электронов равна бесконечности, а сопротивление электрическому току равно 0.
Рассеяние, приводящее к появлению сопротивления, возникает в тех случаях, когда в решетке имеются различного вида нарушения ее строгой периодичности в атомном строении.
В чистых металлах совершенной структуры единственной причиной, ограничивающей длину свободного пробега электронов, являются тепловые колебания атомов в узлах кристаллической решетки. Очевидно, что с ростом температуры увеличивается амплитуда тепловых колебаний атомов и связанные с ними флуктуации периодического поля решетки (нарушение
периодического поля решетки). А это, в свою очередь усиливает рассеяние электронов и вызывает возрастание удельного сопротивления.
Относительное изменение удельного сопротивления r, при изменении температуры на один Кельвин (градус) называют температурным коэффициентом удельного сопротивления:
(1)
Положительный знак arсоответствует случаю, когда удельное сопротивление возрастает при повышении температуры.
На практике при расчете arчасто пользуются следующей формулой:
ar = a R + a l,(2)
где a R - температурный коэффициент сопротивления резистора из данного материала;
a l - температурный коэффициент линейного расширения материала.
У чистых металлов ar >> a l, поэтому для них ar» a R. Однако для термостабильных металлических сплавов такое приближение оказывается несправедливым.
Причинами рассеяния электронных волн в металле могут быть не только тепловые колебания атомов в узлах кристаллической решетки, но и статические дефекты структуры, которые также нарушают периодичность потенциального поля решетки кристалла. Рассеяние на дефектах структуры, к которым, в основном, относятся примесные атомы, не зависит от температуры. Примеси всегда присутствуют в реальном проводнике либо в виде загрязнений, либо в виде легирующего элемента (сплавы).
В технике широко применяются металлические сплавы. Распределение атомов разных сортов по узлам кристаллической решетки вызывает значительное нарушение периодического потенциала решетки, что приводит к сильному рассеянию электронов и, следовательно, к значительно большим величинам сопротивления сплавов по сравнению с чистыми металлами.
Date: 2015-07-25; view: 398; Нарушение авторских прав