pipitanja iz materijala u elektrotehnici
5.oblast PROVODNICI
Kakva je striktura i popunjenost energetskih zona na temperaturi apsolutne
nule,kod provodnika dialektrika i poluprovodnika?
Provodnici su materijali bez energetskog procepa(valentna i provodna zona se poklapaju
na T=0 a struktura provodnika se nalazi u odeljku 3.1 sto se tice strukture provodnici
imaju u makro opsegu polikristalnu strukturu sa mnostvom nepravilno razmestenih i
orijentisanih monokristalnih zrna’
Kakva je temperaturska zavisnos sprcificne elektricne odpornosti provodnika?
Dijagram na strani 93 pokazuje da se uocavaju 4 karakteristicna temperaturska opsega
U prvom je prilicno konstantna ele.optornist posto su na prilicno malim temperaturama
vibracije kristalne resetke veoma male
Minimalna vrednost se naiva remanentna otpornist ili zaostala otpornost koji zavisi od
kolicine primesa (necistoca) u materijalu po principu sto vise rimesa to vise otpornosti.
U drugom opsegu specificna ele.otpornostpocinje brzo da raste op zakonu T
5
a treci
segment je srazneran T i vazi
t
=
to
1+
t
(t-to)] u toj linearnij relaciji
gde je je alfa od t temperaturski cinilac elektricne otpornisti.
Koji se materijali najvise koriste za pravljenje provodnika visoko naponskih i
niskonapoknskih kablova?
Za naponske kablove obicno se koriste materijali visoke provodljivoti Cu, Al, Ag i Au ali
zbog boljih karakteistika i ekonimskih osobina za nisko naponske koriste se tvrdi i
polutvrdi bakar(Cu) ali ipak zbog svoje niske cene koristi se alininijum u izradi
podzemnih kablova napona viseg od 1 kilovata i za izradu vazdusnih kablova za transport
el.energije u dalekovodima se koristi, iako je zatezna cvrstoca i tvrdoca na strani Cu,
legura aluminijuma, aldrej, dostize zadovoljavajucu cvrstocu za izradu vazdusnih kablova
mada se jos koriste i polutvrdi i tvrdi bakar i legure Cu pre svega bronze , legure Cu sa
cinkom ili mesnizi.
Koji se materijali koriste za izradu a)otpornika b)nelinearnih otpornika
c)elektricnih grejaca d) termoparova e)lemova , topljivih osiguraca elektricni kontakti
galvanski Elementi i akumulatori ?
Zahtevi koji treba da zadovolje karakteristike otpornih materijala je sto veca specificna
Elektricna otpornost i sto manji temeperaturski sacinilac specificne elektricne otpornosti
Sto veca temperatura topljenja, radna temperatura
Vecina metala male elektricne provodnosti ima specijalne primene : zagrejna vlakna i
trake (W Mo Pt itd) termoparovi (Pt Ir W Mo itd) lemovi (Pb Sn Zn itd) topljivi osiguraci
(Pb Sn Pt Ag ) elektricni kontakti (W Mo Ni ) elektrode galvanskih elemenata
akumulatora
(Zn Pb Fe Ni Cd Li Na )
Za izrdu preciznih labaratorijskih otpornika koristi se mangan, ne koristi se za izradu,
zbog svoje niske radne temperature, regulacionih i obicnih tehnickih otpornika za koji
Se koristi legura konstantan
Nelinearni otpornici se primenjuju u raznim elektronskim uredjajima njihova otpornost
Se nelinearno menja u funkciji od (temperature – termistori ) elektricnog polja – varistori
Svetlosti –fotootpornici. Termistori (NTC – koji se porastom temperature smanjuju ,PTC
Povecavaju svoju otpornost )NTC se prave od oksida prelaznih metala titana kobalta ,
Aluminijuma nikla cinka mangana hroma itd .
PTC se prave od barijum –titanata itrijuma ili niboa. VARISTORI se dobijaju
sinterovanjem prahova cink oksida (ZnO ) sa aditivima a ranije su pravljeni od silicijum
karbida SiC .FOTOOTPORNICI su nacinjeni od poluprovodnickih materijala CdS CdSe
PbS InSb
TERMOPAROVI se dele u tri grupe prema materijalima od kojih su nacinjeni – od
neplemenitih metala bakar – konstantan, gvozdje – konstantan, hromel – konstantan
Hromel – alumel
TERMOPAROVI od plemenitih metala njih se najvise upotrebljavaju Pt/Pt
x
Rh
1-x
,Pt/Pt
Re
1-x
Pt/Pt
x
Re
y
Rh
1-x-y
i Ir/IrxRh
1-x
Termoparovi specijalnog tipa, oni sluze za merrenje vrlo visokih temperatura visih od
2000
o
C najpznatiji predstavnici su C/SiC W/Mo
x
Fe
1-x
W/W
x
Mo
1-x
Meki lemovi su olovno kalajni oznake S.Sn50 S.Sn 60
Tvrdi lemovi (mesingani) oznake S.Cu
x
Zn gde x oznacava procenat bakra koji varira
izmedju 40 i 85procenata, S.Cu
x
ZnAg
y
gde x oznacava bakar a y srebro u postocima-
Srebrni tvrdi lem
TOPLJIVI OSIGURACI se dele na brze osigurace – srebro je najpogodniji materijal za
ovakuvu vrstu osiguraca jer ima jako veliku brzinu topljenja na negovoj kriticnoj
temteraturi za 5puta vecu nazivnu struju za 0,1 s
SPORI OSIGURACI najpogodniji aluminijum jer moze da izdrzi 10 puta vecu nazivnu
Vrednost struje tokom jedne sekunde.
ELEKTRICNI KONTAKTI kontakti za malo opterecenje pri naponima od 12-22 V-
Ne pojavljuje se strujni luk. Materijali koji se koriste su zlato platina rodijum bakar ili
srebro presvuceni predhodno navedenim materijalima
KONTAKTI ZA SREDNJE OPTERECENJE prave se od legura srebra sa volframom
molbidena sa niklom i paladijumom ili zlatom
KLIZNI PREKIDACI - kadmijumova i berilijumova bronza
STA SU OTPORNICI I GDE SE PRIMENJUJU I KAKO SE OBELEZAVAJU?
Otpornici su najcesce koriscene kompoonente elektronskih uredjaja pomocu kojhih se u
pojedinim granama elektricnih kola uspostavljaju potebne struje i potrebni padovi napona
U elektrotehnici se otpornici mogu podeliti na vise nacina Jedna od mogucih podela je
na STALNE PROMENLJIVE NE LINEARNE
se primenjuje Paulijev princip zabrane po kome u jednom stanju moze postojati samo
jedan elektron, u dvoelektronskom stanju S=0 moze se nalaziti neograniseno mnogo
elektronskih parova koji se kondezuju na najnizem energetskom nivou u
superprovodniku. To uprosceno objasnjava zasto se elektronski parovi u
superprovodnicima krecu bez rasejavanja (
=0) posto se vec nalaze na najnizem
energetskom nivou, oni ne mogu da da gube energiju u sudarima sa defektima ili
fononima kristalne resetke materijala (jer bi tako trebali da predju u nizi energetski nivo
koga u superprovodniku nema). Sto se tice nastajanja elektronskih parova oni nastaju
posredstvom fonona .... naime kada elektron podje blizu pozitinog jona kristalne resetke
tada dolazi do vibracije odnosno distorzije i privlacenja jona sto dalje povlaci privlacenje
drugog elektrona i tako u krug a elektronski par se lako obrazuje jer ne samo da je
potrebno da su elektroni suprotnih spinova vec i da impulsi budu razliciti.
Sta moze razrusiti superprovodno stanje?
Dogovor dat u predhodnom odgovoru
Hc i Jc
Sta je to Dzozefsonov efekat?
Dzozefsonov efekekat je: odosno u njegovim sendvic strukturama od dva
superprovodnika razdvojena taknim slojen (10nm) nesuperprovodnog sloja gde se
elektroni u dava razdvijena superprovodnika ponasaju usaglaseno, usled cega
superprovodna struja ostaje i u takvim stukturama (sndvic kostrukcijama).
Objasni uprosceno formiraje super provodnog sloja ?
Odgovor dat na pocetku oblasti
Kondezovanjem elelktrona u najnizem ener. Nivou ...... distorzije i to bas i nemora
Koliki je magnetni fluks vrtloznih niti u superprovodnicima?
Majsnerov efekat. Fluks unutar provodnika je 0 tri temperaturi nanjoj od kriticne.
Kolika je temperatura kljucanja tecnog helijuma i tecnog azota?
Temperatura tecnog He je 4.2 K a tecnog N je 77.3 K
Koji su najbolji materija li za izradu SQUID-ova, rotoora superprovodnih generatora i
vrlojakih elektromagneta
Sto se tice superprovodnih magneta i rotora superprovodnih generatora za izradu se
koriste jedinjenja niboa Nb kalaja i legure titana,niboa i cirkonijuma Ti
x
Nb
y
Zr
1-x-y
.
To su niskotemperaturski mateirjali a sto se tice novo otkrivenih marerijala odnosno
visiko temperaturnih keramika odnosno superprovodnickih materijala koji se doduse i
nekoristi mnogo do mozda danas da neznam stara je knjiga, SQUID –ovi se prave od
