Mihai24msu@gmail.com 984 Me Text

Seminar Realizati o comparative intre proprietatile conductoare si mecanice intre Cu, Alsi Fe; Se recomanda utilizarea unui able. efectului Seebeck 1 Consideratii teoretice Electronii metalelor sunt plasati pe nivelele energetice din cadrul benzilor energetice permi banda de valenta, BV , respectiv banda de conduetie, BC. O reprezentare ipotetica a modului de disripure a electronilor pe aceste nivele energetice este ilustrata in Figura | A [ Metalul A are mai multi electroni pe nivelele energetice superioare in comparatie cu metalul B, adica putem spune ca are o concentrate mai mare a electronilor. Comparand nivelele energetice ale celor doua metale observam ca metalul B are nivele energetice neocupate dispuse sub cele ocupate ale metalului A . Find nivele de energie mai mica electroni de pe nivelele metalului A, în virtutea Principiului energiei minime, vor ocupa aceste nivele libere daca cele doua metale sunt aduse in contact. Practic atomii metalului A devin ion pozi metalului B devin ioni negativi. Se pune ca metalul A are caracter electropozitiv mai pronunta, iar metalul B are caracter electronegativ mai pronuntat. Asadar, n regiunea de contact a celor doua metale apsre ‘un camp electric a carui intensitate este orientata dela metalul A spre metalul B si creste odata cu trecerea electronilor de a A spre B pana cand atinge valoarea ce nu mai permite electronilor sa treaca de la A Ia B (electronii sunt antrenat n sens contrar campului electric). De fap se stabileste un echilibru dinamie: numarul electronilor ce trec inte-un sens (A — B) este egal cu numarul electronilor ce trec in sens invers (3 = A), Diferenta de potential corespunzatoare campului electric al acestei stari de echilibru dinamic se numeste diferenta de potential de contact „si este data de relatia Wa ‘unde ko reprezinta constanta Boltzmann, T temperatura absolut la care se gasesc cele doua metale, e sarcinaelectronului, ar noa si noe reprezinta concentrate electronilor liberi m cele doua metale la temperatura OPC. In Figura 2 prezentam „configuratia” elecronilo din cele doua conductoare metalice cand sunt puse n contact, Di Acum ca am lamurit ce este cu diferenta de potential de contact vom considera doua fire conductoare metalice sudate la capete, suduri plasate la aceca si temperatura, cu care vom forma tun circuit mchis ca în Figura 3. Insumand difeentele de potential de contact se obtine ca tensiuneaeletromotoarete.mE, este mula £ va Va va va-o Medicul german Thomas Johann Seebeck a observa în anul 1826ca daca cele doua suduri sunt puse a temperaturi diferite atunci imz-un asemenea circuit apare o Lem diferita de zero Fenomenul descris mai sus se numeste eft termoeleti sau efct Seebeck lar Lem corespunzatoare tensiune termoclectomotoar. Efecul Seebeck se datore te faptului ca de potential de contact variaza cu diferenta de temperatura, astfel ca daca cele doua temperaturile Teald = Te, respectiv Trece = Tr, diferent ele de potential de contact nu ma sunt egale, ta iar te.m din circu, , nu mai este nula si este data de expresia east) care reprezinta chiar tensiunea termoelectromotoare si unde cu o am notat coeficientul Seebeck. Dispozitivul consruil pe baza a ceea ce am prezentat mai sus se numeste termocuplu „i ilizat la masurarea temperaturii în conditiile m care o sudura, „sudura rece” se mentine ls 0 temperatura constanta, de obicei 1n apa cu gheata, iar cealalta, „sudura calda”, se introduce in cuprinsul sistemului a carui temperatura dorim sa o masuram. Rezolvati: De cine depinde diferenta de potential de contact? _Explicate migratia electronilor de la metalul A la metalul B si invers. Ce a descoperit Medicul german Thomas Johann Seebeck? Deserieti un termocuplu. Aplicatii ale curentului electric -1 Breviar theoretic Curentul electric poate circula in mod normal numai prin conductoare datorită existenței de electroni liberi în sructura acestor materiale. De menționat că între armaturile unui condensator există o ordonare a sarcinilor dipolare pe durata Incărcării acestuia, dar acest lucru nu consttuie ‘un curent de conductie, ci unul de deplasare. Ca urmare in curent continuu condensatorul este un întrerupător. Dacă se consideră o porțiune de conductor A-B (fig-1) între capetele căruia se aplică o tensiune U=VA-VB, se constată cd electron se vo deplasa dela punctul B cu potențial scăzut, spre punctul A cu potential mai ridicat sub forma unui curent de electron L Aces curent circul prin sursă, de negative). Aceast deplasare de sarcini elecirice prin conductoare formează curentul electric sau mai precis curentul electric de conducie la borna + (cu sarcini pozitive) spre borna — (eu saci Fig. 1. Curenta electric printr-un conductor Curentul electric este caracterizat prin intensitatea sa 1, care reprezintă de fapt aportul dine cantitatea de elecricitateQ și timpul în care aceasta tree prin conductorul considerat, : i 1 respectiv unitatea de măsură ET, sau t= 10/18 © De fapt se poate afirma că intensitatea curentului electric ste numeric egală cu cantitatea de electricitate exprimată în coulombi, care tree prin conductor într-o secundă. Dacă ne referim la o cantitate de electricitate infinit mică 4Q, ce srăbate conductorul întran interval de timp dt relația de mai sus devine: T=aQ/at (0) Deoarece numărul de electroni (corespunzător sarcini Q), care tree prin conductor este acel orice secțiune a conductorului, rezultă că, intenstatea curentului electric este aceeasi in toate punctele conductorului Raportul j dintre intensitatea curentului I (A) si secțiunea conductorului $ (mi) se numește ens decurn ac: isk m] De reli racică e fost un mall ses Relațiile dintre cele doua unități de măsură est: A De menționat cd viteza de deplasare a electronilor nu corespunde cu viteza de deplasare a curentului electric. Dacă prima ete de ordinul a 10% nv, viteza curentului corespunde cu viteza undei electromagnetice, adică 3-10 mis, Curentul electric staționar corespunde deplasării electronilor în metale cu o viteză constantă independentă e timp. Conductoarele de legătură dintre Sursă si consumatori ghidează câmpul electric și ele alcătuiesc impreună cu acestea din urmă asa numitul circuit electric Pentru producerea câmpului electric avem nevoie de sune numite, generatoare de curent continuu. Acestea pot fi: -. elemente galvanice și acumulatoare, care transforma energia chimică în energie electrică: = dinamuri și altermaloare, care transformă energia mecanică in energie electrică, = fotoclemente, care transformă energia luminoasă în energie electric Experimental sa constat că, curentul lectie printr-un conductor este direct proportional cu tensiunea U aplicată, adică: 1=6-u & unde G este un factor de proportionaltate numit conductanță electrică, De regulă se folosește o mărime inversă conductanței numită rezistență electrică R, adică: 1 4 wc Reg & Relația (3) se serie sub forma: I= UR și ste cunoscută sub denumirea de legea lui Ohm pentru o poniune de circuit. Ea poate fi einsă si pentr un circuit care conține un generator de tensiune electromotoare E, rezistență intern; inserat cu un receptor de rezistență R, adic E/R+5 [) Fa se exprimă asfel: intensitatea curentului electric printr-un cirealt este direct proporțională cu tensiunea clectromotoare din circuit și imvers proporțională cu rezistența totală a circuitului. Legea Ini Ohm are yi o formă diferențială, care poate fi obținută apelând la cele prezentate în fig. 1. Astfet: Tefoanajs rel Inlocuind aceste expresii in relația 1 [UI în ain (6) E et imense câmpului ec, dar ces câmp ese unu imprimat e sura elect Aplicatii 1. Un flerbatr electric este conecta la o sursa de tensiune la bome Ub=220V. Prin rezistorul fierbatorulu trece un current a carui intensitate este I-4A, In timpul t=10 min 1 litru de apa din flerbator isi mareste temperature de a t1=20°C la (2=100 *C Sa se caleuleze: 2) lungimea firlui rezistorului cunoscand sectiunea firului s-0.Imm2 si rezistivitatea materialului p-0-5t0mm2/m] b) randamentul ferbstorului 2.. un receptor este alimentat de a o sursa U=220V cu un current de I=40A printr-o linie de lungime I-2km. Sa se determine diametrul conductorului linie astfel incat tensiunea bornele receptirului sa fie cu 5% sub tensiunea sursei. Calculul se face pentru conductoarele de Cu si Al.Care este puterea pierduta 3. Curentul de scurcicuit al unui acumulator este de Ise=40A. Legand la bomele acumulatorului o rezistenta R=30 curentul debitat de acumalator are valoare I=2.SA Sase calculeze tensiunea electromotoare E a acumulatorului si rezistenta sa interioara +. Nume si prenume – » E) Data. Seminar 1- Retele crisaline Reprezentati Sistem cubic simplu ali: reeaua atomică a GamantuluiCdiaman: Reprezentati Sistem cubic centrat inter rețeaua ionică a SCI Reprezenta sistemul de crisălizare hexagonal Reprezentati sistemul e cristalizare tetragonal Pentru un conductor de Cupru cu aria sesiunii de 1 mm si lungimea de 1m, masa de 89 rame, rezistnta R-0.178 Q, cara Ise aplica tensiunea de IV calculat: Numarul de atomi CCanttatea de elecrictate pe care o contine acest conductor Viteza de deplasare a electron REȚELE CRISTALINE Rețeaua cristalină reprezintă aranjamentul ordonat, regulat, al unităților structurale (formate din atomi, ioni, molecule) al unui Structura unui solid cristalin poate fi determinată prin difactia cu raze X Celula elementară reprezintă cea mai mică entitate a structurii cristaline, care repetată în spațiu formează rețeaua cristalină. Solidele cristaline sunt clasificate în cele 7 sisteme cristaline si 32 de clase de cristalizare, dupa lungimea muchiilor(axele a, b, c) si mărimea unghiurilor pe care acestea le formează în celula elementară (a, B, ) Celulă elementară 1. Sistemul de cristalizare cubic a=p=p=90 a=b=c 1. Sistem cubic simplu – rețeaua atomică a diamantului Cdiamant 2 Sistem cubic centrat intern — rejeaua ionică a CsC1 3. Sistem cubic cu fețe centrate — rețeaua ionică a NaCl 2, Sistemul de cristalizare hexagonal Exemple: + Rejele moleculare: H2, He, N2 Rejeaua atomică a grafitului – Conf jelee metalice – Cr, Za 3. Sistemul de cristalizare tetragonal (patratic) 2 Exemple: + Ti02, Sn, C12 4. Sistemul de cristalizare rombic Exemple: + Rețea metalică – + Rețele ionice :03, NaNO3 5, Sistemul de cristalizare ortorombic Exemple: „Ba + KNO3, BaS04 6, Sistemul de cristalizare monoclinic yka=B=90° atbte Exemple: +s – Pen + CaSO4:2H20, Na2B407-10H20 7.Sistem triclinic ae Bey290° arbre Exemple: + CuSO4:51120 » K2C207 cve CFC HC Cub cu fete centrate, cub cu volum centrat, hexagon compact