Тақырыбы: Аса жоғары өткізгіш және криоөткізгіш материалдар

2.2.46. Қалайы үшін асажоғары өткізгіш күйге өту температурасы магнит өрісі болмағанда, -ге тең, ал абсолюттік нөл температура ( ) кезінде магнит өрісінің критикалық кернеулігі құрайды. Асажоғары өткізгіштік қалайыдан жасалған, диаметрі сым үшін температура кезінде токтың максимал рұқсат етілген мәнін есептеу керек. Аса жоғары өткізгіш күйін бұзбай ток жүріп өтетін, осы температура үшін сымның диаметрін анықтау керек.

Шешуі

Бірінші текті асажоғары өткізгіштер үшін мына арақатынас дұрыс болады

,

Қалайы үшін

.

Үлгінің бетіндегі магнит өрісінің критикалық кернеулігімен шекті ток шектеледі. Цилиндрлік сым үшін

.

ток жүріп өтетін сымның диаметрі

.

Демек, бірінші текті асажоғары өткізгіштердегі шекті токтың тығыздығы сымның диаметрінің өсуімен азаяды; бұл кезде шекті ток сымның диаметріне пропорционал, ал оның көлденең қимасының ауданына емес.

2.2.48*. Асажоғары өткізгіш материалдан жасалған тұйықталған өңбойында пайда болған токты үзіліссіз эксперименталды байқау, тепе-теңдік күйге жүйенің релаксация нәтижесінде бір жыл ішінде бар болғаны 0,01%-ға ток азаяды. Өтімділік электрондарының концентрациясын қабылдай отырып, асажоғары өткізігштік күйдегі материалдың меншікті кедергісін бағалаңыз және нормалды жағдайлардағы мыстың меншікті кедергісімен оны салыстырыңыз.

Шешуі

Больцманның кинетикалық теңдеуіне сәйкес токтың өшуі мына өрнекпен анықталады

,

мұнда — релаксация уақыты.

Осыдан шығады,

үшін (1 жыл) .

Материалдың меншікті өтімділігі релаксация уақыты арақатынасымен байланысқан

.

Асажоғары өткізгіш пен мыстың меншікті кедергісін салыстыра отырып ( ), аламыз

.

11-практикалық сабақ

Тақырыбы: Түйіспелік құбылыстар және термо-ЭҚК. Термо-ЭҚК-ті есептеу

2.3.2. Жалпақ конденсатордың пластиналар арасындағы саңылауда туатын электрлік өрістің кернеулігін анықтау керек, олардың біреуі алюминийден, ал басқасы платинадан жасалған. Пластиналар бір-бірімен мыс сыммен жалғанған, ал саңылаудың ұзындығы . Алюминийден, мыстан және платинадан шығатын электрондардың жұмысы ретіне сәйкес және құрайды. Егер алюминий мен мыс пластинаны, саңылаудың ұзындығындай платинадан жасалған сыммен қысқаша тұйықтасақ, өрістің кернеулігі қалай өзгереді?

Шешуі

Тізбектелген әртекті тізбектің ұштарындағы потенциалдардың айырмасы, шеткі өткізгіштерден шығатын электрондардың жұмыстарындағы айырылыммен анықталады және аралық буындардың саны мен құрамына тәуелді емес. Сондықтан бірінші жағдайда болады

;

екіншісінде

2.3.10*. Терма-жұптың терма-ЭҚК дәлелдеңіз, егер осы жұптама температуралары және тең болып, осы терма-жұптың екі терма-ЭҚК алгебралық қосындысы болып табылса, онда олардың біреуі жұптамалардың және температураларына, басқасы – және температураларына сәйкес келеді.

Шешуі

Қос жұптамалары температураларының тым үлкен айырмасы кезінде терма-ЭҚК мына формула бойынша есептеуге болады

,

мұнда — салыстырмалы меншікті терма-ЭҚК. Жалпы жағдайда температураның күрделі функциясы болып табылады және терма-ЭҚК мына түрде ұсынуға болады

.

Осылайша, жұптамалардың басқа температураларында

,

.

осыдан

.

Осы арақатынасты пайдалана отырып, аралық температуралар заңы деген техникадағы аталуын аламыз, терма-жұп үшін градуирлеу кестелеріне корректирлеу жүргізуге болады, егер суық жұптаманың температурасы өлшеу үрдісінде градуирлеу шартына сәйкес келмейтін болса.

2.3.11*. терма-жұптың көмегімен пештегі температураны өлшеген кезде вольтметр көрсетті. Терма-жұптың суық жұптама температурасы деңгейде тұрақтандырылды. Берілген терма-жұп үшін градуирлеу кестесін пайдалана отырып (кесте-2), пештегі температураны анықтау керек.

Кесте 2

T,°C
Термо-ЭДС, мВ	0,0	0,11	0,65	1,44	2,33	3,25	4,23	5,24	6,27	7,34	8,47	9,61

Шешуі

2-кестеден көрініп тұрғандай, берілген терма-жұп үшін ыстық пен суық жұптамалардың температура айырмасынан терма-ЭҚК тәуелділігі бейсызықты, сондықтан

,

жұптамалардың температуралары жақшаларда көрсетілген.

2-кестеден табамыз, ,

сонда .

Табылған терма-ЭҚК пештегі температураға сәйкес келеді.

2.3.12*. Мыстық, алюминийлік және платиналық өткізгіштерден тұратын, тұйықталған тізбекке милливольтметр қосылған (сурет 9). 9-суретте көрсетілген, жұптамалардың температурасы кезінде аспап қандай терма-ЭҚК көрсетеді, егер мыс үшін абсолюттік меншікті терма-ЭҚК , алюминий үшін , платина үшін . Мыспен салыстырғанда және платинамен салыстырғанда алюминийдің меншікті терма-ЭҚК анықтау керек.

Сурет 9

Сурет 10

Шешуі

Абсолюттік меншікті терма-ЭҚК теріс таңбасы, металл кемтік электр өткізгіштілігінің бар екендігін білдіреді, соның салдарынан ыстық ұшы теріс зарядталады. Оң таңба кезде, ал пайда болған терма-ЭҚК полярлығы қарама-қарсы жаққа ауысады. Мыстық өткізгіш ұштарының арасындағы потенциалдардың айырмасы (сурет 10)

.

Осылайша алюминийлік және платиналық өткізгіштер үшін

,

.

Тұйықталған тізбектің терма-ЭҚК тармақтардың қалған құраушыларының терма-ЭҚК алгебралық қосындысы ретінде анықталады:

.

Салыстырмалы меншікті терма-ЭҚК терма-жұпты құрайтын өткізгіштердің абсолюттік меншікті терма-ЭҚК-тердің алгебралық айырмасына тең:

.

.

12-практикалық сабақ