59264 IMG"8 229 (2)

229

ruchu w kierunku pola. Następuje stopniowe przemieszczanie się elektronJ" swobodnych (ładunków elektrycznych) na długości materiału, co jest równoznacjcechą takich par elektronowych jest szczególny sposób wzajemnego skoordynowa-z przepływem prądu elektrycznego.    jnia ich ruchu. Mianowicie, jeżeli jeden ze sparowanych elektronów na skutek

Ukierunkowany ruch nośników ładunków elektrycznych napotyka przeszkód,

Jest nią rozpraszanie elektronów swobodnych przez drgania cieplne atomów, atoi* obce oraz defekty struktury krystalicznej. Spośród wymienionych najefektywni, szym czynnikiem są drgania cieplne atomów. Defekty składu - atomy oh - wywierają porównywalny wpływ przy stężeniu większym lub równym 10"³%.

Spośród defektów sieci wakanse wywierają wpływ tylko przy stężeniach odpowiad jących temperaturom zbliżonym do temperatury topnienia, dyslokacje wywiera wpływ przy gęstościach rzędu powyżej 10⁹, tj. w materiałach odkształcony plastycznie.

Przewodność elektryczna jest funkcją temperatury. Ponieważ ze wzrost® temperatury powiększa się amplituda drgań atomów oraz stężenie defektów stru tury krystalicznej, następuje coraz silniejsze rozpraszanie ukierunkowanego ruch elektronów swobodnych, czyli ze wzrostem temperatury przewodność elektryczn maleje (zob. [27), s. 232).

Ponieważ w praktyce częściej operuje się opornością właściwą, jej wartość dli danego materiału w temperaturze t, dana jest równaniem:

P, = PoO+<4

9.4. Właściwości magnetyczne

ozproszenia zmienia kierunek swego ruchu, to drugi ze sparowanych elektronów również zmienia kierunek swego ruchu tak, że ruch wypadkowy pary elektronów nie ulega zmianie. Jeżeli mimo rozpraszania wypadkowy ruch elektronów nie ulega zmianie, to oznacza przepływ prądu bez oporu.

Większość materiałów nadprzewodzących przechodzi w stan nadprzewodnictwa w temperaturach kriogenicznych w przedziale 0 -r 15 K. Ostatnio uzyskano materiały przechodzące w stan nadprzewodnictwa w stosunkowo bardzo wysokiej temperaturze: -175°C (spiek tlenków Cu, Ba, La) a nawet -150°C (spiek tlenków Bi, Ca, Sr, Cu).

Materiały nadprzewodzące znalazły zastosowanie w laboratoryjnej technice pomiarowej bardzo niskich temperatur oraz w elementach pamięci maszyn cyfrowych.

9.4. WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE

Właściwości magnetyczne materiału, czyli jego zachowanie się w polu magnetycz-(9.ljnym, opisuje zależność natężenia pola magnetycznego wzbudzonego, tj. indukcji jmagnetycznej 5, od natężenia pola magnetycznego zewnętrznego (wzbudzającego) gdzie p₀ jest opornością właściwą w temperaturze C, a - tempera urowyn^ st_osunek indukcji magnetycznej do natężenia pola wzbudzającego nazywa się współczynnikiem oporności elektrcznej.    \przenikalnością magnetyczną bezwzględną i jest miarą zdolności materiału do

(9.13)

Dodatnia wartość współczynnika temperaturowego oporności elektrycznej (tznjmagnesowania się wzrost oporności właściwej ze wzrostem temperatury) jest charakterystyczny^ wyróżnikiem stanu metalicznego.

Rys. 9.16. Pętla histerezy magnetycznej materiału ferromagnetycznego

Spośród materiałów przewodzących stosowanych w przemyśle wyróżnia się trz grupy:

-    materiały przewodowe, odznaczające się szczególnie małą opornością właści wą, przy możliwie dobrej wytrzymałości (przewody energetyczne i uzwojenia maszyi elektrycznych),

-    materiały stykowe, odznaczające się również małą opornością właściwą, przy dużej odporności na ścieranie i na erozyjne działanie iskry elektrycznej (szczotk maszyn wirujących, styki przełączników),

-    materiały oporowe, odznaczające się znaczną opornością właściwą i duż; odpornością na utlenianie w wysokich temperaturach (elementy grzejne).

Jakkolwiek przenikalność magnetyczna jest ilorazem B i H, nie można jej wyznaczyć analitycznie, wobec bardzo złożonej zależności, którą przedstawia się krzywą doświadczalną (rys. 9.16). Ze wzrostem natężenia pola zewnętrznego następuje namagnesowanie materiału do stanu nasycenia (odcinek OB). Zmniejszanie

Pewne metale, stopy oraz fazy międzymetaliczne wykazują tzw. stan nadprzewod nictwfl. W charakterystycznej temperaturze, a ściślej w bardzo wąskim zakresu temperatury (ok. 0,5°C) następuje gwałtowny spadek oporności. Metale maj; oporność właściwą rzędu 10"⁸ 10'⁶ Q m w normalnych warunkach, natomias w stanie nadprzewodnictwa jest ona rzędu poniżej 10"²⁵ fi rn.

Zjawisko nadprzewodnictwa wyjaśnia się, jeśli przyjmie się, że dzięki oddziaływa niom przyciągającym pewna liczba elektronów wartościowości łączy się w pary