전기 소재의 비저항에 영향을 미치는 요소들
전기 소재의 저항률에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다 –
온도.
합금화.
기계적 응력.
시효 경화.
냉간 가공.
온도
소재의 저항률은 온도에 따라 변합니다. 대부분의 금속의 저항률은 온도가 상승할수록 증가합니다. 소재의 저항률이 온도 변화에 따른 변화는 아래의 공식으로 주어집니다-
여기서,
ρt1는 t1o C 온도에서의 소재의 저항률
그리고
ρt2는 t2oC 온도에서의 소재의 저항률
α1는 t1o C 온도에서의 소재의 저항 계수입니다.
α1의 값이 양수일 경우, 소재의 저항률은 증가합니다.
금속의 저항률은 온도가 상승할수록 증가합니다. 즉, 금속은 양의 온도 저항 계수를 가지고 있습니다. 여러 금속들은 절대 영도 근처에서 저항률이 0이 되는 현상을 나타냅니다. 이 현상은 “초전도성”이라고 불립니다. 반도체와 절연체의 저항률은 온도가 상승할수록 감소합니다. 즉, 반도체와 절연체는 음의 온도 저항 계수를 가지고 있습니다.
합금화
합금화는 두 개 이상의 금속의 고체 용해입니다. 금속의 합금화는 특정 기계적 및 전기적 특성을 달성하기 위해 사용됩니다. 고체 용해의 원자 구조는 순수 금속보다 불규칙합니다. 이를 통해 고체 용해의 전기 저항률은 합금 함량이 증가함에 따라 더 빠르게 증가합니다. 작은 양의 불순물이라도 금속의 저항률을 크게 증가시킬 수 있습니다. 심지어 저항률이 낮은 불순물도 기반 금속의 저항률을 크게 증가시킵니다. 예를 들어, 동에 은(모든 금속 중 가장 낮은 저항률을 가진 금속)이 첨가되면 동의 저항률이 증가합니다.
기계적 응력
소재의 결정 구조에 기계적 응력을 가하면 소재의 결정 구조 내에서 국소적인 변형이 발생합니다. 이러한 국소적인 변형은 소재를 통과하는 자유 전자의 움직임을 방해하여 소재의 저항률을 증가시킵니다. 그 결과, 금속의 연질화는 금속의 저항률을 감소시킵니다. 금속의 연질화는 소재의 기계적 응력을 해소하여 결정 구조 내의 국소적인 변형을 제거하므로 금속의 저항률이 감소합니다. 예를 들어, 강하게 뽑아낸 구리의 저항률은 연질화된 구리보다 높습니다.
시효 경화
시효 경화는 합금의 인성 강도를 높이고 외부 힘에 의해 영구적인 변형을 저항할 수 있는 능력을 발전시키는 열 처리 공정입니다. 시효 경화는 "침전 경화"라고도 합니다. 이 과정은 고체 불순물이나 침전물을 생성하여 합금의 강도를 증가시킵니다. 이러한 생성된 고체 불순물이나 침전물은 금속의 결정 구조를 방해하여 금속을 통과하는 자유 전자의 흐름을 방해하므로 금속의 저항률이 증가합니다.
냉간 가공
냉간 가공은 금속의 강도를 높이는 제조 공정입니다. 냉간 가공은 "작업 경화" 또는 "변형 경화"라고도 합니다. 냉간 가공은 금속의 기계적 강도를 높이는 데 사용됩니다. 냉간 가공은 금속의 결정 구조를 방해하여 금속을 통과하는 전자의 움직임을 방해하므로 금속의 저항률이 증가합니다.
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