13 Проводники

1.

Курс «Конструкционные и электротехнические материалы»
Лектор: Зализный Д.И.
Лекция 13
Проводниковые материалы

2.

Закон Ома в дифференциальной форме
J E
d d d
dI
grad
dS
dx dy dz
Электрическое сопротивление проводника:
1 l
l
R
S
S

3.

Проводники
Высокой проводимости
Высокого сопротивления
0,016...0,05 мкОм м
0,3...10 мкОм м
Чистые металлы
Чистые металлы и сплавы
Средней проводимости
0,05...0,3 мкОм м
Чистые металлы и сплавы

4.

Лучшие проводники
1. Серебро (Ag)
0,016 мкОм м
2. Медь (Cu)
0,017 мкОм м
3. Золото (Au)
0,024 мкОм м
4. Алюминий (Al) 0,028 мкОм м

5.

Зависимость удельного сопротивления металла от температуры
1
2
2 1 [1 ( 2 1)]

6.

Датчики температуры на основе термометров сопротивления
Платиновые т. с. применяют для измерения температур в
пределах от -263 до +1064 °С, медные — от -50 до +180 °С.

7.

Поверхностный эффект (скин-эффект)
Эффективная глубина проникновения
тока
2
4 0 f
На частоте 50 Гц для железа: 0,7 мм
На частоте 50 Гц для меди: 9,3 мм

8.

ТермоЭДС
Видео

9.

Термопары

10.

Конструкция термопары
Горячий спай
1
Холодные спаи
2
Соединительные
провода

11.

Сплавы для термопар:
хромель (90% Ni и 10% Cr)
копель (56% Cu + 44% Ni) ,
алюмель (95% Ni, остальное Al, Si и Mg) ,
платинородий (90% Рt и 10% Rh)
константан (60% Сu и 40% Ni)

12.

Виды термопар
медь-константан и медь-копель - до 350 ºС;
хромель-копель, железо-копель,
железо-константан - до 600 ºС;
хромель-алюмель - до 900 - 1000 ºС;
платинородий-платина - до 1600 ºС.
Самая высокая термо-ЭДС у термопары хромель-копель,
самая низкая - у термопары платинородий-платина.

13.

Медь

14.

Сульфидная руда

15.

Медь
Холодной прокатки
(твёрдая)
Горячей прокатки
(мягкая)

16.

Применение твёрдой меди

17.

Применение мягкой меди
Чистота меди марки М1: 99,9%

18.

Обмоточный провод

19.

Латунь
Cu+Zn

20.

Манганин
0,85Cu + 0,12Mn + 0,03Ni
0,4 мкОм м

21.

Константан
0,6Cu + 0,4Ni
0,5 мкОм м

22.

Алюминий

23.

Боксит – алюминиевая руда

24.

Сравнение меди и алюминия
Удельное сопротивление
al 0,028
1,63
cu 0,017
Плотность
ral 2,7
0,3
rcu 8,9

25.

Твёрдый алюминий

26.

Мягкий алюминий

27.

Железо

28.

Железная руда

29.

Конструкционная сталь: Fe + C

30.

Алюминиево-стальной провод

31.

Волоконно-оптический кабель

32.

Нихром: Fe + Ni + Cr
1,1 мкОм м

33.

Олово

34.

Припой ПОС-40: 0,6Sn + 0,4Pb

35.

Графит

36.

Контактные щётки