Mavzuni mustahkamlash uchun savollar:
1. Elektr toki o‘tkazgichlari sifatida qanday turlari qo‘llanilishi mumkin?
Javob: Elektr toki o‘tkazgichlari sifatida qattiq jismlar, suyuqliklar va ma’lum sharoitlarda esa gaz ham qo‘llanilishi mumkin.
2. Yuqori elektr o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan o‘tkazgich materiallarga solishtirma qarshiligi qanday bo‘lgan metallar kiradi?
Javob: Yuqori elektr o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan o‘tkazgich materiallarga normal harorat sharoitida solishtirma qarshiligi 0,05 mkOm*m bo‘lgan metallar kiradi
3. Joul-Lens qonuni nimalarni izohlab beradi?
Javob: Joul-Lens qonuni keltirib chiqarilgan, ya’ni metallarda elektr o‘tkazuvchanlik va elektr energiya isrofi tushuntirib berilgan. Bundan tashqari, mazkur qonun metallarning elektr va issiqlik o‘tkazuvchanliklari orasidagi bog‘lanishni ham izohlaydi
4. Ikki metallni birgalikda eritilsa ulardagi sodir bo‘ladigan o‘zgarishni tushuntirib bering?
Javob: Ikki metallni birgalikda eritib, so‘ng sovitilsa, ular kristallanadi va bir metall atomlari ikkinchisining kristalli panjarasiga kiradi.
Foydalanilgan adabiyotlar
A.X.Sulliyev, I.M.Bedritskiy, O.T.Boltayev “Elektrotexnika materiallari” Toshkent-2017 (167-169 bet).
Internet sayitlari
1. w.w.w.tsts.uz
2. w.w.w. abt.uz
3. w.w.w.scbist.orj
4. w.w.w.Wikipedia.
5. www.magistral.ru
15-Mavzu: O‘tkazgich materiallarning asosiy xossalari
Reja:
1. O‘tkazgich materiallarining asosiy xossalari umumiy ma’lumotlar
2. Metallarning o‘zgarish xossalari
3. Videman-Frans-Lorens qonuni
Metallarning asosiy xossalari quyidagi jadvalda keltirilgan. O‘tkazgich materiallarning xossalarini ifodalaydigan asosiy ko‘rsatkichlar quyidagilardan iborat:
1.solishtirma qarshilik () yoki solishtirma o‘tkazuvchanlik (=1/) solishtirma qarshilikning harorat koeffitsienti (TK)yoki ;
2.issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti (T);
3.kontakt potentsiallar farqi va termoelektr yurituvchi kuch (TEYK);
4.elektronlarning metalldan chiqish ishi;
5.cho‘zilishdagi mustahkamlik chegarasi (r) va uzilish oldidagi nisbiy cho‘zilish (l/l).
O‘tkazgichdagi tok zichligi va elektr maydon kuchlanganligi o‘zaro quyidagicha bog‘lanishga ega:
J=E
bunda : J- tok zichligi, A/m2; - o‘tkazgich materialining solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi, V/m.
Metallarda solishtirma o‘tkazuvchanlik elektr maydoni kuchlanganligiga bog‘liq bo‘lmaydi. Solishtirma o‘tkazuvchanlikka teskari kattalik solishtirma qarshilik (=l/ deyilib, qarshiligi R uzunligi bir va o‘zgarmas kesim yuzasi S bo‘lgan o‘tkazgich uchun u quyidagicha hisoblanadi (1-rasm).
RS/l Omm
.
1-rasm. O‘tkazgich materiallarning solishtirma qarshiligini aniqlash Metallarning klassik qonuniyatiga asosan metall o‘tkazgichlarning solishtirma o‘tkazuvchanligi quyidagichadir.
e2n0/2mu
bunda: e- elektronning zaryadi; n0- metallning hajm birligidagi ozod elektronlar soni; - elektron erkin bosib o‘tgan yo‘lining o‘rtacha uzunligi: u– metalldagi ozod elektron issiqlik harakatining o‘rtacha tezligi.
Nisbatan to‘g‘ri kristall panjarali sof metallarning solishtirma qarshiligi eng kichik qiymatga ega. Agar metall tarkibiga qo‘shimcha kiritilsa, uning kristall panjarasi deformatsiyalanib, qiymatining o‘sishiga olib keladi.
Harorat ko‘tarilishi natijasida metall o‘tkazgichdagi zaryad eltuvchilar soni (ozod elektronlar konsentratsiyasi) o‘zgarmay qoladi. Lekin kristall panjara tugunlari tebranishining kuchayishi tufayli elektr maydoni ta’siri natijasida harakatlanayotgan ozod elektronlar tobora ko‘proq to‘siqlarga duch keladi, ya’ni kamayadi (3.7-rasm). Bunda elektronlarning siljuvchanligi pasayadi, natijada metallning solishtirma o‘tkazuvchanligi kamayadi va solishtirma qarshiligi ortadi. Binobarin, metall solishtirma qarshiligining harorat koeffitsienti.
TK==(l/)(d/dT).
2-rasm. Metall o‘tkazgich solishtirma qarshiligi va harorat o‘zgarish grafigi Agar harorat kichik oraliqda o‘zgarsa, qiymatining haroratga bog‘liqlig quyidagicha bo‘ladi.
2=1l+(T2-T1),
bunda: 1, 2- o‘tkazgichning T1,T2 haroratdagi solishtirma qarshiliklarining qiymatlari (T2T1); - solishtirma qarshilikning o‘rtacha harorat koeffitsienti.
Metallar (masalan, mis) qattiq holatdan suyuq holga o‘tganida ularning solishtirma qarshiliklari ortadi. Metall qotishmalari tarkibiga qo‘shimcha kiritilishi oqibatida ularning tarkibi buziladi va solishtirma qarshiligi ortadi. Ikki metallni birgalikda eritib, so‘ng sovitilsa, ular kristallanadi va bir metall atomlari ikkinchisining kristalli panjarasiga kiradi. Egri chiziqning yuqori qiymati qotishma birikmalarining ma’lum nisbatiga to‘g‘ri keladi. Bu holatda koeffitsienti ham ma’lum qonuniyat bo‘yicha o‘zgaradi.koeffitsienti sof metallarda nisbatan yuqori bo‘ladi (2-rasm)
Odatda metallarning issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti dielektrik issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsientiga nisbatan yuqori bo‘ladi. Bu metallarda ozod elektronlar mavjudligi bilan isbotlanadi. Harorat oshirilganda metalldagi elektronlarning siljuvchanligi va ularning solishtirma o‘tkazuvchanligi kamayadi, natijada metall issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsientining uning solishtirma o‘tkazuvchanligiga nisbatan (u/) shubhasiz, ortadi. Bu matematik tarzda Videman-Frans-Lorens qonuni bilan ifodalanadi.
u/=L0T, bunda: T- termodinamik harorat, K; L0- Lorens soni.
Agarda k=1,3810-23 J.K, t=1,61019 Kl qiymatlarni yuqoridagi formulaga qo‘ysak, l0=2,4510-8 V2/K2 ekanligi kelib chiqadi.
3-rasm.Videman-Frans-Lorens qonuni
Videman-Frans-Lorens qonuni aksariyat metallar (marganes va berilliydan tashqari) uchun taalluqlidir. Normal haroratda alyuminiy uchun l0=2,4510-8 – kumush uchun 2,3510-8, ruh uchun 2,4510-8, qo‘rg‘oshin va qalay uchun 2,510-8, platina uchun 2610-8, temir uchun 2,910-8,, V2/K2 ga teng
4-rasm. Kontakt yuza harorati va kontakt qarshilik orasidagi o‘zgarish grafigi
Ikki turli xil metall o‘tkazgichlar bir-biriga tekkizilganda, ular orasida kontakt potensiallar farqi sodir bo‘ladi. Buni turli xil metallar uchun elektronlarning chiqish ishi qiymatlari va ulardagi elektron konsentratsiyalarining har xil bo‘lishi bilan tushuntirish mumkin. AvaV metallar orasidagi kontakt potensiallar farqi:125
UAV=UV-UA+ kT/l (ln(a0A/n0V))
Bunda: UA, UV – bir-biriga tutashgan metallarning potensiallari; n0A,n0V – A va V metallardagi elektronlar konsentratsiyasi; k- Bolsman doimiysi; l- elektron zaryadining mutloq qiymati. Turli ikki xil metall yoki qotishma simlaridan tashkil topgan va bir-biriga uch qismidan payvandlash natijasida olingan sim termopara deyiladi va u, asosan, muhit haroratini o‘lchashda ishlatiladi
Termopara tayyorlashda TEYU katta va barqaror simlar qo‘llaniladi.126 O‘tkazgichlarning chiziqli kengayishi koeffitsienti bir-biriga biriktiriladigan turli materiallar, vakuumli uskunalarda ulanadigan qismlarni zichlashda kerak bo‘ladi. O‘tkazgichlarning elektr qarshiligining harorat koeffitsientini hisoblashda ham mazkur koeffitsientdan foydalaniladi.
5-rasm. Termopara
|
