لماذا تغير درجة الحرارة والنقائس موصلة المعدن: اختبار تيار إدي الجزء الأول

في النظرية الإلكترونية، تدور الإلكترونات المشحونة سلبًا حول النواة (الشحنة الإيجابية) في مدار ثابت.المواد التي يتم جذب الإلكترونات فيها بسهولة بواسطة مجال كهربائي خارجي وتطير خارج مدارها لتصبح إلكترونات حرة تسمى الموصلاتيمكن للمعادن أن تقود الكهرباء لأنها تحت تأثير مجال كهربائي خارجي تولد عددًا كبيرًا من الإلكترونات الحرة.هذه الإلكترونات الحرة تتحرك من طاقة منخفضة إلى طاقة عالية، تشكيل تدفق الإلكترونات، أو التيار الكهربائي.

تتكون المعادن من ذرات مرتبة في شبكة منتظمة، وهي بنية بلورية تعرف باسم شبكة. عندما يتم تسريع الإلكترونات الحرة وتوجيهها بواسطة مجال كهربائي،إنهم يتصادمون باستمرار مع الذرات و مع بعضهم البعض، تبطئ حركتهم وتبديد الطاقة. ونتيجة لذلك، والمواد الموصلة تظهر مقاومة معينة لتدفق التيار الكهربائي. هذه المقاومة تسمى المقاومة،يمثل مقاومة الموصل لتدفق التيار.

المقاومة هي مقاومة الموصل المصنوع من مادة محددة لديها وحدة قياسية للطول ووحدة قياسية لمنطقة القطع العرضي، في درجة حرارة معينة.

يمكن فهم هذا التعريف بشكل أفضل من خلال الصيغة:

R=ر.لوس أنجلوس- نعم- نعم

• Rهوالمقاومةمن الموصل، مع الوحدة في أوم (Ω).

• ρ(rho) هوالمقاومة، مع الوحدة في أوم متر (Ω·m).

• (ل)هوالطولمن الموصل، مع الوحدة في أمتار (م).

• أهومساحة القسم العرضيمن الموصل، مع الوحدة في أمتار مربعة (م2)

المقاومة والموصلة مرتبطان عكسياً

كلما زادت الموصلة، كلما كانت مقاومة المادة أصغر وكلما كانت الموصلة أفضل.

في تكنولوجيا اختبار التيار الدوامي ، لا تتطلب الموصلة قيمة مطلقة ولكن قيمة نسبية. الأكثر استخدامًا هو معيار النحاس الدولي المفروم (IACS) ،والتي هي وحدة غير دولية للوحدة التي تمثل الموصلات المعدنية.

من أجل تسهيل التمييز بين المواد the International Electrotechnical Commission (IEC) stipulated in 1913 that the industrial high-purity copper calibration in an annealed state with a resistivity of 1 m 1 m long and 1 mm21 mm2 cross-sectional area at 20°C temperature was 1.7241×10−8Ω⋅m1.7241×10−8Ω⋅m، موصلة 100%IACS100%IACS، and the resistivity of other metals or alloys ρXρX and conductivity σxσx are the ratio of the conductivity of industrial high-purity copper in this annealed state under 20°C as the conductivity of the metal or alloy، والتي يتم التعبير عنها كنسبة مئوية، أي %IACS أو PIACS (P هي نسبة مئوية)

الحرارة

تكوين السبائك

بالنسبة لمواد سبيكة محلول صلب (يتم توزيع التأثيرات بشكل موحد في الركائز المعدنية) ، إذا كان ترتيب ذرات السبيكة غير منتظم ، أي محلول صلب غير منظم ،مقاومة عادة ما تزداد مع زيادة مكونات السبائكومع ذلك ، إذا تم ترتيب ذرات السبائك في نسبة معينة في شبكة بلورية منتظمة للغاية ، أي محلول صلب منظم ،المقاومة لديها قيمة ضئيلة مع تغير مكونات السبائك.
المواد من مكونات السبائك المختلفة لديها موصلات مختلفة ، والتي ليست فقط أساس طريقة فرز المواد في تكنولوجيا الكشف عن التيار الدوامي ،ولكن أيضا واحدة من العوامل الهامة التي يجب أن تؤخذ في الاعتبار في الكشف عن التيار الدوامي التي تؤثر على عائق لفائف الكشف.

محتوى الشوائب

يمكن أن تسبب الشوائب في المعادن تشويه الشبكة المعدنية، مما يؤثر على ترتيب الذرات في المادة، مما يسبب تشتيت الإلكترونات، وزيادة المقاومة.

الإجهاد

الضغط الداخلي الموجود في المعدن يمكن أن يسبب تشوه الشبكة المعدنية ، مما يزيد من احتمال تصادم الإلكترونات ، وبالتالي زيادة المقاومة. على سبيل المثال ، داخل النطاق المرن ،الإجهاد من السحب أحادي الاتجاه أو الالتواء سوف تزيد من مقاومة المعدن، في حين أنه تحت تأثير ضغط ضغط أحادي الاتجاه ، سيتم تقليل المقاومة لمعظم المعادن ،أو الإجهاد الداخلي للمعادن بعد المعالجة الباردة والمعالجة الحرارية سوف تقلل أيضا من الموصلات.

التشوه الطبيعي الذي يتحقق عن طريق المعالجة الساخنة والباردة

نتيجة التشوه الطبيعي هو أن هيكل ترتيب الذرات يتشوه وتزداد فرص اصطدام الإلكترونات. كلما زادت درجة التشوه،كلما زادت المقاومةومع ذلك، بالنسبة للمعادن المعالجة باردة، بعد التسخين لفترة طويلة في درجة حرارة عالية مثل التسخين والقضاء على تشوه الشبكة،يمكن تقليل المقاومة إلى قيمة منخفضة قريبة من القيمة الأصلية.

عملية المعالجة الحرارية

سوف تختلف موصلة المادة نفسها في ظل حالات معالجة حرارية مختلفة. المعادن البلورية الواحدة أو المعادن عالية النقاء المشملة بالكامل تميل إلى أن تكون موصلة عالية ،بينما السبائك لديها موصلات أقلإن تجفيف المعادن مثل الألومنيوم والفضة والنحاس والحديد بعد المعالجة الباردة سيقلل من المقاومة.عادة ما تقل مقاومة المادة مع زيادة درجة حرارة التسخين، ولكن عندما تكون درجة حرارة التسخين أعلى من درجة حرارة إعادة التبلور ، ستزداد المقاومة بدلاً من ذلك.
بالإضافة إلى ذلك، أنواع مختلفة من المواد (معزولات، موصلات، أشباه الموصلات) لديها أيضا موصلات مختلفة.

لكي يكون لديك فهم أعمق لاختبار التيار الدوامي، ستحتاج إلى معرفة الشفافية المغناطيسية كذلك.

تحقق من رسالتنا للجزء الثاني.

الكلمات الرئيسية:

كيف تؤثر درجة الحرارة على موصلة المعدنتأثير الشوائب على المقاومةعيوب الشبكة المعدنية والقيادةأساسيات الفيزياء في اختبار التيار الدواميالتوصيل مقابل المقاومة