Исследование электрических свойств металлических проводниковых материалов, используемых в производстве электронных аппаратов, страница 2

По агрегатному состоянию проводники подразделяются на три группы:

а)         твердые проводники;

б)        жидкие проводники;

в)         газообразные проводники.

К первой группе относятся металлы, металлические сплавы, комбинированные металлические материалы, оксиды металлов и некоторые модификации углерода.

Среди металлических проводников следует выделять материалы, обладающие высокой электропроводностью, удельное сопротивление которых при комнатной температуре не превышает 0,1 мкОм*м, и материалы с высоким сопротивлением, удельное сопротивление которых при комнатной температуре выше 0, 3 мкОм*м. К первым относится серебро, медь, золото, олово, алюминий, натрий, бериллий и другие металлы, а также сплавы на основе вышеперечисленных металлов - латуни, бронзы золото-серебрянные, олово-свинцовые и другие припои, и другие сплавы.

Вторую группу представляют висмут, гадолиний, цирконий, ртуть, ниобий и другие, а также металлические сплавы - нихромы, манганин, константан, фехраль, хромаль, кремниевые резистивные сплавы и другие.

Используют твердые проводниковые материалы для изготовления монтажных и обмоточных проводов, жил кабелей, обмоток электрических машин, выводов электрорадиоэлементов, контактов коммутирующих устройств, проводящих дорожек печатных плат и интегральных микросхем, деталь электровакуумных приборов, волноводов, деталей штепсельных соединителей, токосъемных щеток и др. - материалы высокой проводимости, для изготовления резисторов, нагревательных элементов, реостатов и др. - материалы высокого сопротивления.

К жидким проводникам относятся расплавленные металлы и сплавы, а также электролиты.

Механизм протекания тока по металлу, находящихся в твердом и жидком состоянии, обусловлен движением свободных электронов, вследствие чего их называют проводниками с электронной электропроводностью или проводниками первого рода.

В электролитах (водные растворы кислот, щелочей, солей, а также расплавах ионных соединений) прохождении тока связано с переносом вместе с электрическими зарядами и частей молекул (ионов). В результате этого состав электролита постоянно изменяется, а на электродах выделяются продукты электролиза. Такие проводники получили название проводников второго рода.

При причислении к проводникам газов, паров и паров металлов, в том числе, необходимо оговаривать условия, при которых они способны проводить электрический ток. Так, при низких напряжениях электрического поля, газ и пары не являются проводниками. Однако при достижении некоторого критического значения напряженности поля, обеспечивающего начало ударной и фото ионизации, газы и пары могут стать проводниками, обладающими электронной и ионной электропроводностями.

Сильно ионизированный газ при равенстве числа электронов и положительных ионов в единице объема представляет собой особую равновесную проводящую среду, называемую плазмой.

Основными электрическими параметрами, характеризующими проводник, являются удельная электрическая проводимость (удельное электрическое сопротивление) и температурный коэффициент удельного электрического сопротивления (температурный коэффициент удельной электропроводимости).

Удельное электрическое сопротивление - величина, равная отношению модуля напряженности электрического поля к модулю плотности тока (ГОСТ 19880-74).

Температурный коэффициент удельного электрического сопротивления (ТКС) - отношение производной удельного электрического сопротивления проводника по температуре к этому сопротивлению (ГОСТ 22265-76). Т.е. ТКС зависит от температуры. При изменении температуры практически ТКС определяется как относительное изменение сопротивления конкретного материала на один градус.

Величину, обратную удельной проводимости У, называемую удельным сопротивлением , для проводника с постоянным поперечным сечением S и длиной I можно вычислить по формуле: