Сопротивление и электропроводность металлов

Сопротивление и электропроводность металлов. Сопротивление металлического проводника зависит от его размеров, материала и температуры. [c.183]

Тепло- и электропроводность металлов почти на два порядка больше, чем у полимерных материалов и поэтому в случае металлов не возникает никаких проблем в отводе тепла от локального источника (например, в корпусах подшипников, плитах разъема). На практике при расчете теплопередачи к жидкостям через металлические стенки редко возникала необходимость принимать во внимание тепловое сопротивление стенки. Несколько отличная картина наблюдается в случае композиционных материалов, теплопроводность которых определяется теплопроводностью матрицы и армирующего наполнителя, причем и матрица, и наполнитель являются худшими проводниками, чем металлы, которые они могут заменять. Естественно, что с увеличением масштабов использования высокопрочных композиционных материалов появилась необходимость в получении информации об их теплофизических и электрических свойствах. [c.285]

К контактам-прерывателям предъявляют следующие требования высокая тепло- и электропроводность, малое переходное (контактное) сопротивление, механическая и химическая стойкость при повышенных температурах, термостойкость, незначительная электроэрозия, малая склонность к свариванию. В связи с этим существенное значение имеют такие физические константы материалов, как температура плавления и испарения, упругость паров, теплота сублимации и др. Подыскать такие металлы или сплавы, которые удовлетворяли бы всем перечисленным требованиям, невозможно. По многим характеристикам подходят вольфрам и молибден, но они имеют низкую тепло- и электропроводность и высокое контактное сопротивление. Самые же теплопроводные и электропроводные металлы (серебро, медь) не отличаются ни тугоплавкостью, ни [c.351]

Сварка сопротивлением заключается в том, что соединяемые детали 5 и 7, закрепленные в зажимах машины, приводят в соприкосновение, после чего включают трансформатор в сеть. Как только торцы деталей нагреваются до пластического состояния, ток выключают и одновременно с этим прижимают детали друг к другу. При сварке сопротивлением необходимо, чтобы торцы деталей были обработаны точно под прямым углом к оси. При неплотном соприкосновении торцов происходит неравномерный нагрев, затрудняющий нормальное течение процесса сварки. Концы свариваемых деталей выступают из зажимов на величину, равную от одного до четырех диаметров стержня. Длина выступающей части принимается тем больше, чем выше тепло- и электропроводность металла деталей. [c.287]

А. Н. Фрумкина и В. Г. Левича (1941 г.), а также измерения Г. В. Акимова и А. И. Голубева (1947 г.) подтверждают, что омическое сопротивление при коррозии металлов даже в растворах со сравнительно небольшой электропроводностью не оказывает заметного влияния на работу коррозионных микроэлементов (кроме случаев очень плохой электропроводности электролитов или коррозии металла под очень тонкой пленкой электролита), поэтому им в большинстве случаев можно пренебречь ( => 0). [c.275]

Электрические свойства. По электропроводности аморфные металлы ближе к жидким металлам, чем к кристаллическим. Удельное сопротивление р аморфных металлических сплавов при комнатной температуре составляет (1—2) 10- Ом-см, что в 2—3 раза превышает р соответствующих кристаллических сплавов. Это связано с особенностями зонной структуры аморфных металлов. В кристаллических металлах длина свободного пробега электрона составляет примерно 50 периодов решетки даже при Т, близкой к температуре плавления. Отсутствие дальнего порядка в металлических стеклах обусловливает малую длину свободного пробега, соизмеримую с межатомным расстоянием. Следствием этого является повышенное удельное сопротивление и слабая зависимость его от температуры. [c.373]

Электроды (или токопроводящие скользящие элементы) могут быть изготовлены также из серебра с тугоплавким металлом в случае, если необходимо сочетание высокого сопротивления деформации и хорошей абразивной стойкости с низким контактным сопротивлением и высокой тепло- и электропроводностью. Такой материал необходим, например, для токоведущих скользящих наконечников, применяемых при высокочастотной и шовной сварке труб встык. [c.438]

Ввиду высокой электропроводности металлов внутри анодов и катодов не может возникнуть никакой разности потенциалов. Для оценки сопротивлений и плотностей тока в растворах электролита можно, например, измерить в электролитической ванне па переменном токе первичное распределение потенциалов без учета поляризации [31], если на электродах нет никаких покрытий, создающих помехи, или же в простейших случаях рассчитать стационарное электрическое поле [32]. В общем случае фактическое распределение потенциалов после наступившей поляризации будет более равномерным, чем первичное распределение. [c.350]

Связь термического и электрического контактных сопротивлений с неровностями поверхности. Термическое и электрическое контактные сопротивления можно рассматривать совместно, поскольку между электропроводностью металлов и их теплопроводностью существует тесная физическая связь, а явления, протекающие на указанных двух видах контактов, в ряде случаев могут быть одинаково математически описаны [3, 13]. Контактирующие тела благодаря неровностям поверхности имеют лишь дискретные точки фактического соприкосновения, группирующиеся в ограниченных районах номинальной поверхности контакта. И когда тепловой поток (или электрический ток) встречает в вакууме контактную поверхность, разграничивающую два тела, по нормали к ней, то тепловая энергия стягивается в уплотненные линии для того, чтобы пройти через микроконтакты. Сопротивление такого типа при протекании теплового потока через граничную поверхность называют стягивающим контактным сопротивлением. Очевидно, что величина данного сопротивления определяется величиной и формой неровностей контактирующих поверхностей. [c.50]

Известно, что исследование структурных изменений, сопровождающихся накоплением повреждений, т. е. нарушением сплошности и ростом количества субмикроскопических трещин в локальных объемах металла, весьма эффективно можно провести, оценивая изменения электрического сопротивления или электропроводности материала на разных стадиях деформирования. [c.132]

Первичные преобразователи, использующие вихревые токи, были разработаны для бесконтактного измерения состава жидкостей, магнитных свойств и электропроводности веществ, удельного сопротивления угольных щеток, для контроля диаметра стержней, обнаружения поверхностных и подповерхностных трещин в металле, измерения температуры вращающихся деталей. Кроме того, были разработаны первичные преобразователи с частотным выходом, воплощающие идею выдачи информации датчиком только в ответ на посылаемый сигнал запроса. [c.263]

Медные сплавы обладают высокой тепло- и электропроводностью, высокой коррозионной стойкостью во влажной атмосфере, хорошим сопротивлением износу без смазки и даже при абразивном износе, низким коэффициентом трения, хорошей притираемостью в паре с другими более твердыми металлами. Медные сплавы имеют Og от 15—90 кГ/мм , удлинение до 53% и сужение до 40%. Особенно характерна для них высокая пластичность. Большинство медных сплавов хорошо обрабатывается давлением, легко поддается обработке резанием, полированию и разнообразным покрытиям. [c.198]

С точки зрения изложенной теории подшламовой коррозии могут быть объяснены и остальные, выявленные при проведении опытов, факты. В частности, защитное действие фосфатного шлама, очевидно, связано с отсутствием у него деполяризующих свойств и электропроводности, необходимых для протекания электрохимической и химической коррозии фосфат кальция, вкрапливаясь в отложения, разъединял частицы окислов железа и меди, повышая электрическое сопротивление цепи. В связи с этим шлам, накапливаемый в соленом отсеке котла № 4, оказался более активным но отношению к металлу, чем в котлах № 2 и 3, в которые наряду с окислами железа дозировался фосфат кальция. Хороший контакт окислов железа с металлом, достигаемый, в частности, проточкой его поверхности, также способствовал коррозии (разумеется, в отсутствие повышенных концентраций трикальцийфосфата). Однако следует оговориться, что скопление в котле фосфата кальция нельзя рассматривать в качестве противокоррозионного мероприятия, так как при известных условиях его присутствие может вызывать значительный перегрев металла. [c.225]

ЗАКОН Ома [для замкнутой цепи <магнитной магнитный поток, постоянный вдоль каждого участка цепи, прямо пропорционален магнитодвижущей силе и обратно пропорционален полному магнитному сопротивлению цепи электрической произведение силы тока в неразветвленной цепи на общее сопротивление всей цепи равна алгебраической сумме всей ЭДС, приложенных в цепи ) для плотности тока плотность тока в проводнике равна произведению удельной электропроводности металла на напряженность электрического поля для тока в электролитах плотность тока в жидкостях равна сумме плотностей токов положительных и отрицательных ионов обобщенный для произвольного участка цепи произведение силы тока на сопротивление участка цепи равно сумме разности потенциалов на этом участке и ЭДС для всех источников электрической энергии, включенных на данном участке цепи ] основной динамики [c.234]

Вихретоковые методы контроля (ранее назывались электромагнитными) могут применяться для электропроводных материалов. При воздействии переменного электромагнитного поля, создаваемого генераторной катушкой, в металле контролируемой детали возникают вихревые токи, которые создают свое электромагнитное поле, противодействующее внешнему полю. Поле вихревых токов фиксируется измерительной катушкой. Нарушения сплошности контролируемого изделия увеличивают электрическое сопротивление поверхностного слоя металла, что приводит к ослаблению вихревых токов. Метод вихревых токов можно использовать для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов, в том числе и в неферромагнитных материалах. Он может использоваться для контроля [c.356]

Основное преимущество медных сплавов состоит в том, что они обладают высокой коррозионной стойкостью, тепло- и электропроводностью, хорошим сопротивлением износу, низким коэффициентом трения, хорошей притираемостью в паре с другими более твердыми металлами, хорошо работают при отрицательных температурах до —250 °С. [c.197]

В простых металлах длина волны электронов, участвующих в процессах переноса, мала (несколько десятых нм). Эти состояния находятся в узкой области вблизи ферми-поверхности, и их энергия слабо зависит от температуры. Для электронов в отличие от фононов эффективное сечение рассеяния на статических решеточных дефектах практически одинаково для всех электронов. Зто означает, что электрическое сопротивление, обусловленное дефектами, не зависит от температуры, а электронное тепловое сопротивление обратно пропорционально температуре (рассеяние обычно является упругим и приводит к достаточно заметному изменению волнового вектора электрона, которое в равной мере влияет как на электропроводность, так и на теплопроводность).. Расчеты сечений рассеяния на различных типах дефектов применимы для нахождения как электронной теплопроводности, так и электропроводности. Соответствующий вклад в электронное тепловое сопротивление можно найти по электрическому сопротивлению, используя закон ВФЛ эти вычисления здесь, обсуждаться не будут. [c.210]

Электропроводность металлов при повышении их температуры падает, а при понижении — увеличивается. Сопротивление электрическому току приближается к нулю при охлаждении металла до температуры, близкой к абсолютному нулю (—273°С). Сравнение показателей электропроводности и теплопроводности металлов позволяет сделать вывод, что металлы, хорошо проводящие электрический ток, являются одновременно хорошими проводниками тепла, и наоборот. [c.39]

По-видимому, наибольшее распространение в практике исследований коррозионных процессов получил метОд поляризации электродов прерывистым током. Этот метод позволяет исключить из величин измеряемых потенциалов падение напряжения, возникающее между электродом сравнения и исследуемым металлом и обусловлен-лое либо поверхностными слоями с заметным омическим сопротивлением, либо низкой электропроводностью среды [15—17]. [c.17]

Влияние факторов на распределение тока рассмотрим, пользуясь простейшей геометрической схемой (рис. 27) с углублением в электроде. При этом ширина впадины катода а значительно больше ее глубины М и расстояния между электродами 1д. Три составляющих определяют общее падение напряжения между электродами падение напряжения анод — раствор а, падение напряжения катод — раствор Ек и падение напряжения на преодоление омического сопротивления электролита р/. Общее падение напряжения на дальнем участке равно падению напряжения на ближнем участке, так как значение потенциалов внутри электродов практически постоянно из-за высокой электропроводности металлов [c.126]

Все газы и п а р ы, в том числе и пары металлов, при достаточно малых значениях напряженности электрического поля являются диэлектриками и обладают очень высоким удельным сопротивлением р. Однако если напряженность поля превысит некоторое критическое значение, обеспечивающее начало ионизации, то газ может стать проводником с электронной и ионной электропроводностью. Сильно ионизированный газ при равенстве количества электронов и положительных ионов в единице объема представляет собой особую проводящую среду, называемую л азм о й. [c.12]

Изменение электропроводности полупроводников под влия-нием температуры позволило применять их в приборах, работа которых основана на использовании этого свойства. Полупроводники используют в качестве термометров для замера температур окружающей среды. Они более чувствительны, чем термометры сопротивления, изготовляемые из металла под названием болометров и применяемые в лабораторной практике для измерения очень высоких или самых низких температур. О температуре судят, замеряя электрическое сопротивление болометра. Но точность измерения с помощью этих приборов невелика, так как металлы изменяют свое сопротивление всего на 0,3% на [c.154]

Сплавы металлов. На рис. 6-2, 6-3 результаты расчета тепло-и электропроводности двойных сплавов с практически нерастворимыми в твердом состоянии компонентами сопоставлены с экспериментальными данными. Во всем диапазоне изменения концентрации компонент наблюдается удовлетворительное согласование расчетных и опытных величин. Формула для расчета удельного электрического сопротивления рэ получена заменой теплопроводностей Я, и Я, в формуле [1-32] обратными величинами — удельными сопротивлениями рэ=А,- и piэ=Я, т. е. [c.170]

На рис. 7-9 — 7-11 приведены результаты расчета электропроводности и удельного электрического сопротивления и экспериментальные данные для двойных расплавов металлов и солей, компоненты которых практически нерастворимы в твердом состоянии. Зависимость электропроводности от состава для систем с практически нерастворимыми компонентами имеет монотонный характер. Форма гистограммы расхождений расчетных и экспериментальных значений удельного электрического сопротивления расплавов металлов и солей (рис. 7-12) близка к кривой нормального распределения. Среднеквадратичное расхождение для 94 точек составляет около 3,5%- [c.222]

Приведенные положения позволяют объяснить характерные свойства металлов. Высокая электропроводность металлов объясняется присутствием в них свободных электронов, которые под влиянием даже небольшой разности потенциалов перемещаются от отрицательного полюса к положительному. С повышением температуры усиливаются колебания ионов (атомов), что затрудняет прямолинейное движение электронов, в результате чего электросопротивление возрастает. При низких температурах колебательное движение ионов (aтo юв) сильно уменьшается и электропроводность резко возрастает. Около абсолютного нуля сопротивление многих металлов практически отсутствует. Высокая теплопроводность металлов обусловливается как большой подвижностью свободных электронов, так и колебательным движением ионов (атомов), вследствие чего происходит быстрое выравнивание температуры в массе металла. [c.10]

Правильный выбор установочной длины очень значим при сварке разнородных сталей и разноименных металлов. В Данном случае свариваемые детали могут иметь большие различия по тепло- и электропроводности, сопротивлению пластической деформации и температуре плавления. Если у материалов деталей близкие температуры плавления, то для обеспечения одинакового нагрева свариваемых деталей необходимо, чтобы деталь из более тепло- и электропроводного металла имела ббльшую установочную длину, т.е. для обеих деталей ее необходимо выбирать с учетом их материала по ранее приведенным рекомендациям. Это вьфавнивает как выделение теплоты в обеих деталях, так и ее потери в электродные губки. [c.295]

Простая модель электронного газа, созданная Друде в 1900 г., успещно предсказала законы Ома и Видемана — Франца. Однако она не объяснила зависимость электропроводности от температуры, а также магнитные свойства и малую величину электронной теплоемкости по сравнению с классическим значением 3/ . В настоящее время ясно, почему удельное сопротивление особо чистых металлов падает от типичного для комнатных температур значения 10 мкОм см до значения менее 10 з мкОм -см при температуре жидкого гелия в то время как удельное сопротивление концентрированного сплава падает всего в два раза в том же диапазоне температур. Поведение полупроводников также хорошо понято удельное сопротивление экспоненциально возрастает при уменьшении температуры, и при очень низких температурах чистые полупроводники становятся хорошими диэлектриками. Добавка в образец полупроводника небольшого количества примесей чаще всего существенно уменьшает удельное сопротивление (в противоположность чистым металлам, в которых наличие примесей ведет к увеличению удельного сопротивления). [c.187]

Электрошлаковый процесс — это электротермический процесс, при котором преобразование электрической энергии в тепловую происходит при прохождении электрического тока через расплавленный электропроводный шлак. В отличие от дугового процесса под флюсом при электрошлаковом процессе почти вся электрическая мощность передается шлаковой ванне, а от нее — электроду и основному металлу. При этом расплавленный флюс служит защитой от вредного воздействия окружающей среды и средстаом металлургического воздействия на расплавленный металл. Количество тепла, выделяемого при электрошлаковш процессе, пропорционально току /, напряжению 7, сопротивлению шлака Я и времени I прохождения тока Это тепло тратится [c.18]

В 1911, г., проводя эксперименты по исследованию влияния примесей на остаточное соаротивление металлов, голландский физик Г. Камерлинг-Оннес обнаружил новое явление, получившее название сверхпроводимости. Изучая зависимость сопротивления ртути от температуры, он установил, что при очень низких температурах сопротивление образца исчезало, причем самым неожиданным образом. При температуре 4,2 К удельное электрическое сопротивление резко обращалось в нуль (рис. 7.31). Изложенная выше теория электропроводности металлов предсказывает, что в образцах без примесей и дефектов удельное f сопротивление должно стремиться к нулю при [c.262]

Мокрая атмосферная коррозия является электрохимической коррозией с катодным процессом восстановления кислорода. Скорость коррозии может быть больше, чем в условиях полного погружения в электролит, в связи с диффузией кислорода через пленку влаги к металлу. Электролитом при атмосферной коррозии являются как сама влага, так и увлажненный слой продуктов коррозии. Облегченность диффузпн кислорода, с одной стороны, приводит к ускорению катодной реакции, а с другой — может вызвать пассивацию металла. При малых толщинах пленок заметно возрастает омическое сопротивление. В силу указанных факторов атмосферная коррозия протекает со смешанным катодно-анодным омическим контролем, который в зависимости от толщины, состава и электропроводности пленки влаги и природы металла может быть преимущественно катодным (мокрая атмосферная коррозия), анодным (влажная атмосферная коррозия пассивирующихся металлов) пли омическим (работа гальванических пар под пленкой влаги с малой электропроводностью). [c.25]

Повышение электропроводности вызывают окислы железа и титана, особенно при совместном их присутствии, а также окислы железа в сочетании с окислами некоторых двувалентных металлов, например окисью цинка. Последняя сама по себе отличается малым омическим сопротивлением и существенно электропроводности глазури не изменяет. Повышение электропровод-ностн при совместном введении окислов железа и цинка объясняется, очевидно, внутренним строением стекла (глазури). При этом возникает новообразование FejOa ZnO — франклинит, обладающий шпинелевой решеткой, относящийся к группе полупроводников. [c.27]

Первоначально часть флюса расплавляется дугой, возбуждаемой между технологической подкладкой и электродом. Постепенно на подкладке образуются слой жидкого металла в результате плавления электродов и материала подкладки и жидкий шлак. По мере повышения температуры шлака под действием постоянно горящей неподвижной дуги увеличиваются его количество и электропроводность. Общее электрическое сопротивление слоя шлака значительной толщины становится соизмеримым с сопротивлением дуги, она шунтируется шлаком и гаснет. Далее процесс переходит в ту стадию, когда основная часть теплоты, требуемой для расплавления металла электрода и соединяемых деталей, генерируется в шлаковой ванне при прохождении через нее тока, ектрошлаковый процесс, таким образом, осуществляется благодаря джоулЫой теплоте и является бездуговым. [c.462]

Исследование теплопроводноети металлов и сплавов представляет значительный интерес в связи с широким использованием их на практике. Во многих случаях, зная электропроводность, можно найти величину теплопроводности с помощью закона Видемана — Франца — Лоренца. Однако идеальное тепловое сопротивление очень чистых металлов в основном обусловлено рассеянием электронов на фононах, и в области промежуточных температур, как это обсуждалось в 1 гл. 11, закон ВФЛ для них перестает быть справедливым. Теплопроводность на самом деле оказывается меньшей, чем это следует из закона ВФЛ. В сплавах, с другой стороны, рассеяние электронов на примесях может быть столь велико, что электронная компонента теплопроводности достаточно ослабляется и становится существенной решеточная компонента. Поскольку в электропроводности такая компонента отсутствует, в случае сплавов закон ВФЛ дает заниженное значение теплопроводности. [c.213]

Физический смысл этого выражения состоит в том, что сечение должно быть несколько больше у того материала, электрическое сопротивление которого больше. Таким же образом сечение должно быть меньше у того материала, коэффициент теплопроводности которого больше. Если отношение р/х одинаково у материалов обеих ветвей, сечения ветвей, очевидно, одинаковы. По закону Видема-на — Франца для большинства металлов отношение коэффициентов теплопроводности и электропроводности при постоянной тем- [c.22]

Анодный процесс в обычных для котельной практики условиях всегда протекает с большей готовностью и по этой причине не лимитирует хода всего разрушения. Точно также не оказывает заметного действия па развитие коррозии электропроводность металла и водной среды в данном случае приходится иметь дело с короткозамкнутыми, полностью заполя-ризованными микропарами, в которых омическое сопротивление играет второстепенную роль. [c.312]

К достоинствам вольфрамовых контактов можно отнести, а) устойчивость в работе б) малый механический износ ввиду высокой твердости материала в) способность противостоять действию дуги и отсутствие привариваемости вследствие большой тугоплавкости г) малая подверженность эрозии, т. е. электрическому износу с образованием кратеров и наростов в результате местных перегревов и плавления металла. Недостатками вольфрама как контактного материала являются а) трудная обрабатываемость, б) образование в атмосферных условиях оксидных пленок, в) необходимость применять большие контактные давления для получения небольших значений сопротивления контактов. Для контактов на большие значения разрываемой мощности используют металло-керамические материалы. Заготовку прессуют из порошка вольфрама под большим давлением, спекают в атмосфере водорода, получая достаточно прочную, но пористую основу, которую затем пропитывают расплавленным серебром или медью для увеличения электропроводности. [c.290]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...