При формировании контакта между металлами между ними возникает разность потенциалов. Это обусловлено разными работами выхода электронов из металла. Работы выхода электронов из различных металлов при отсутствии контакта между ними показаны на рисунке 1.
Рисунок 1. Работы выхода электронов из металлов при отсутствии контакта между ними
При сваривании этих металлов между собой или при прикосновении их поверхности, например, при скручивании проволоки, изготовленной из этих металлов, электроны переходят из металла с большим уровнем Ферми в металл с меньшим уровнем. В результате один металл заряжается положительно, а второй отрицательно. Этот процесс показан на рисунке 2.
Рисунок 2. Процесс возникновения разности потенциалов между двумя металлами.
Контактная разность потенциалов между металлами будет зависеть от потенциалов металлов. Стандартные потенциалы металлов приведены в таблице 1.
Табл. 1. Стандартные потенциалы металлов| Металл | Стандартный потенциал, В |
|---|---|
| Li (Литий) | −3,04 |
| K (Калий) | −2,92 |
| Ca (Кальций) | −2,87 |
| Na (Натрий) | −2,71 |
| Mg (Магний) | −2,37 |
| Al (Алюминий) | −1,66 |
| Mn (Марганец) | −1,18 |
| Zn (Цинк) | −0,76 |
| Cr (Хром) | −0,74 |
| Fe (Железо) | −0,43 |
| Co (Кобальт) | −0,277 |
| Ni (Никель) | −0,25 |
| Sn (Олово) | −0,136 |
| Pb (Свинец) | −0,126 |
| Cu (Медь) | +0,337 |
| Ag (Серебро) | +0,8 |
| Hg (Ртуть) | +0,85 |
| Pt (Платина) | +1,19 |
| Au (Золото) | +1,5 |
Появление контактной разности потенциалов между металлами приводит к различным явлениям. Это такие явления, как электрохимическая коррозия материалов на открытом воздухе, создание электрохимических источников тока, возможность создания термопар (как источников электроэнергии или датчиков температуры). При этом протекание тока возможно только если термопару нагреть выше температуры окружающей среды. Это связано с тем, что значение контактной разности потенциалов зависит температуры контакта. Физику этого процесса достаточно просто понять из следующего видео:
При протекании тока от внешнего источника напряжения через контакты металлов возникает эффект Пельтье. Он заключается в том, что в зависимости от направления протекания тока контакт будет либо дополнительно разогреваться, либо охлаждаться протекающим током.
Дата последнего обновления файла 1.04.2021
