Электротехническое материаловедение. Агеева Н.Д - 59 стр.

UptoLike

3.3. ТермоЭДС проводников
ТермоЭДС возникает при соприкосновении двух различных проводни-
ков ( или полупроводников), если температура их спаев неодинакова. Если
два различных проводника соприкасаются, то между ними возникает кон-
тактная разность потенциалов. Для металлов А и В
U
cb
- U
c
+ К Т / е ln(n
0с
/ n
оb
),
где U
с
и U
b
- потенциалы соприкасающихся металлов; концентрация элек-
тронов в соответствующих металлах; К - постоянная Болъцмана; Т - темпера-
тура; е - абсолютная величина заряда электрона.
Если температура спаев металлов одинакова, то сумма разности потен-
циалов в замкнутой цепи равна нулю. Если же температура слоев различна
(Т
2
и Т
1
, например ), то в этом случае
U = К / е (Т
1
-Т
2
) ln(n
c
/ п
b
). (3.2)
На практике выражение (3.2) не всегда соблюдается, и зависимость
термоЭДС от температуры может быть нелинейной. Провод, составленный
из двух изолированных проволок разных металлов или сплавов, называется
термопарой и используется для измерения температур. В таких случаях ста-
раются использоватъ материалы, имеющие большой и стабильный коэффи-
циент термоЭдС. для измерения высоких температур иногда приходится
(особенно при измерении температур в агрессивных средах) применять тер-
мопары с меньшими коэффициентами термоЭдС, но выдерживающими вы-
сокие температуры и не окисляющиеся в агрессивных средах. Во многих
случаях термопары приходится защищать металлическими или керамиче-
скими кожухами. Катушки измерительных приборов, добавочные резисторы
и шунты в них приходится подбирать с минимальными коэффициентами
термоЭдС относительно меди, чтобы избежать появления паразитных тер-
моЭдС. которые могут вызвать дополнительные погрешности измерения.
Сплавы для термопар имеют различные сочетания, в том числе один
электрод может быть из чистого металла. Наиболее распространенными яв-
ляются никелевые и медно-никелевые сплавы. Для температур в пределах
1000 – 1200
0
С используются термопары хромель алюмель (ТХА), при бо-
лее высоких температурах применяются электроды платинаплатинородий;
в этих сплавах родия составляет от 6,7 до 40,5 %. Марки таких термопар сле-
дующие: ПлРд-7, ПлРд-10, ПлРд-30, ПлРд-40.
3.4. Материалы высокой проводимости
Среди металлов высокой проводимости наиболее широко применяются
медь и алюминий. Медь из-за малого удельного сопротивления (наименьше-
го среди металлов, исключая серебро) используют в качестве проводниково-
го материала; кроме того, она обладает достаточно высокой механической
прочностью, высокой коррозионной стойкостью и хорошей обрабатываемо-
стью (прокат, волочение, ковка, а также пайка и сварка). Производство меди
     3.3. ТермоЭДС проводников

       ТермоЭДС возникает при соприкосновении двух различных проводни-
ков ( или полупроводников), если температура их спаев неодинакова. Если
два различных проводника соприкасаются, то между ними возникает кон-
тактная разность потенциалов. Для металлов А и В
                           Ucb - Uc + К Т / е ln(n0с / nоb),
где U с и U b - потенциалы соприкасающихся металлов; концентрация элек-
тронов в соответствующих металлах; К - постоянная Болъцмана; Т - темпера-
тура; е - абсолютная величина заряда электрона.
       Если температура спаев металлов одинакова, то сумма разности потен-
циалов в замкнутой цепи равна нулю. Если же температура слоев различна
(Т2 и Т1, например ), то в этом случае
                             U = К / е (Т1 -Т2) ln(nc / пb).          (3.2)
       На практике выражение (3.2) не всегда соблюдается, и зависимость
термоЭДС от температуры может быть нелинейной. Провод, составленный
из двух изолированных проволок разных металлов или сплавов, называется
термопарой и используется для измерения температур. В таких случаях ста-
раются использоватъ материалы, имеющие большой и стабильный коэффи-
циент термоЭдС. для измерения высоких температур иногда приходится
(особенно при измерении температур в агрессивных средах) применять тер-
мопары с меньшими коэффициентами термоЭдС, но выдерживающими вы-
сокие температуры и не окисляющиеся в агрессивных средах. Во многих
случаях термопары приходится защищать металлическими или керамиче-
скими кожухами. Катушки измерительных приборов, добавочные резисторы
и шунты в них приходится подбирать с минимальными коэффициентами
термоЭдС относительно меди, чтобы избежать появления паразитных тер-
моЭдС. которые могут вызвать дополнительные погрешности измерения.
       Сплавы для термопар имеют различные сочетания, в том числе один
электрод может быть из чистого металла. Наиболее распространенными яв-
ляются никелевые и медно-никелевые сплавы. Для температур в пределах
1000 – 1200 0С используются термопары хромель – алюмель (ТХА), при бо-
лее высоких температурах применяются электроды платина – платинородий;
в этих сплавах родия составляет от 6,7 до 40,5 %. Марки таких термопар сле-
дующие: ПлРд-7, ПлРд-10, ПлРд-30, ПлРд-40.

     3.4. Материалы высокой проводимости

      Среди металлов высокой проводимости наиболее широко применяются
медь и алюминий. Медь из-за малого удельного сопротивления (наименьше-
го среди металлов, исключая серебро) используют в качестве проводниково-
го материала; кроме того, она обладает достаточно высокой механической
прочностью, высокой коррозионной стойкостью и хорошей обрабатываемо-
стью (прокат, волочение, ковка, а также пайка и сварка). Производство меди