3.온도에따른비저항

소개

전자재료및실험

목차

1.실험제목
2.실험목적
3.실험방법
4.실험장비 및 소모품
5.이론적 배경
6. 실험결과
7.실험고찰
8.실험결론
9.참고문헌

본문내용

1.실험제목
- 온도에 따른 비저항의 변화를 알아본다.
2.실험목적
- a-brass의 온도에 따른 저항을 측정하여 비저항을 계산한다.
3.실험방법
(1)a-brass를 10cm로 절단 한다.
(2)각각의 시료의 비저항을 계산한다.
(3)Furnace에 넣고 온도를 증가시켜 저항을 측정한다.
(4)온도에 따른 비저항값을 비교해보고 이론값과 비교한다.
4.실험장비 및 소모품
- a-brass 시편, 자, Furnace, Milli ohm meter
5.이론적 배경
(1) 순금속의 전기비저항
순금속의 전기비저항은 다음 두 항의 합에 의해 근사값이 구해진다. 즉, 열성분 ρT와 잔류성분 ρr이다.
ρtotal=ρT+ρr
열성분은 금속 결정격자 내 양이온 코어들이 그들의 평형위치 주위에서 진동하는 것에 의해 생성된다. 온도가 상승함에 따라, 이온 코어들은 보다 더 진동하게 되고, 이들 다수의 열적 여기된 탄성파(포논)는 전도전자들을 산란시켜 충돌 간의 평균 자유경로와 완화시간을 감소시킨다. 그러므로 온도가 증가함에 따라 순금속의 전기비저항은 증가한다. 순금속 전기비저항의 잔류성분은 작으며, 이는 전위, 결정립계, 불순물 원자와 같이 전자를 산란시키는 구조적 결함에 의해 발생한다. 잔류성분은 온도에는 거의 무관하며, 단지 낮은 온도에서 그 중요도가 커지게 된다. 대부분의 금속의 경우 약 -200℃ 이상의 온도에서 전기비저항은 온도에 따라 거의 선형적으로 변한다. 그러므로 많은 금속들의 전기비저항은 다음과 같은 식에 의해 근사값이 구해진다.
ρT = ρ0℃(1 + αTT)
여기서, ρ0℃ = 0℃에서의 전기비저항, αT = 비저항의 온도계수, ℃-1, T = 금속의 온도, ℃
순금속에 첨가된 합금원소는 전도전자를 보다 더 산란시켜 순금속의 전기비저항을 증가시킨다.
(2) 금속의 전기비저항
대부분의 금속은 매우 우수한 전도체이다. 금속이 이와 같이 높은 전도율을 가지고 있는 것은 페르미 에너지(Ef)보다 높은 빈 에너지 준위로 많은 자유 전자가 여기되기 때문이다 .즉, σ=n|e|μe에서의 n의 값이 커진 것이다.

참고자료

· 재료공학과 공학 - Foundations of material science and engineering. McGrawHill SciTech 4th,
· 재료공학과 공학 - Material science and engineering. SciTech 6th