Dependencia de la resistencia a la temperatura.
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La resistencia R de un conductor homogéneo de sección transversal constante depende de las propiedades de la sustancia del conductor, su longitud y sección transversal de la siguiente manera:
Donde ρ es la resistividad de la sustancia conductora, L es la longitud del conductor y S es el área de la sección transversal. El recíproco de la resistividad se llama conductividad. Este valor está relacionado con la temperatura mediante la fórmula de Nernst-Einstein:
T es la temperatura del conductor;
D es el coeficiente de difusión de los portadores de carga;
Z es el número de cargas eléctricas del transportista;
e es la carga eléctrica elemental;
C - concentración de portadores de carga;
Constante de Boltzmann.
En consecuencia, la resistencia del conductor está relacionada con la temperatura por la siguiente relación:
La resistencia también puede depender de los parámetros S e I ya que la sección transversal y la longitud del conductor también dependen de la temperatura.
2) Un gas ideal es un modelo matemático de gas en el que se supone que: 1) la energía potencial de interacción de las moléculas se puede despreciar en comparación con su energía cinética; 2) el volumen total de moléculas de gas es insignificante; 3) las fuerzas de atracción o repulsión, la colisión de partículas entre sí y con las paredes del vaso son absolutamente elásticas entre las moléculas; 4) el tiempo de interacción entre las moléculas es insignificante en comparación con el tiempo promedio entre colisiones. En el modelo extendido de un gas ideal, las partículas que lo componen tienen la forma de esferas elásticas o elipsoides, lo que permite tener en cuenta la energía no solo del movimiento traslacional, sino también del movimiento rotacional-vibratorio, así como no solo de colisiones de partículas centrales, sino también descentradas.
Presión de gas:
El gas siempre llena el volumen limitado por las paredes impenetrables. Entonces, por ejemplo, un cilindro de gas o un tubo de neumático está casi uniformemente lleno de gas.
En un esfuerzo por expandirse, el gas ejerce presión sobre las paredes del globo, la cámara del neumático o cualquier otro cuerpo, sólido o líquido, con el que está en contacto. Si no tenemos en cuenta los efectos del campo gravitacional de la Tierra, que a tamaños normales de vasos solo cambia la presión de manera insignificante, entonces cuando la presión del gas en el vaso está equilibrada, nos parece completamente uniforme. Esta observación se aplica al macrocosmos. Si imagina lo que sucede en el micromundo de las moléculas que forman el gas en un recipiente, entonces no se puede hablar de una distribución uniforme de la presión. En algunos lugares de la superficie de la pared, las moléculas de gas golpean las paredes, mientras que en otros lugares no hay impactos. Esta imagen cambia constantemente de manera errática. Las moléculas de gas golpean las paredes de los vasos y luego vuelan a una velocidad casi igual a la velocidad de la molécula antes del impacto.
Gas perfecto Se utiliza un modelo de gas ideal para explicar las propiedades de una sustancia en estado gaseoso. El modelo de gas ideal supone lo siguiente: las moléculas tienen un volumen insignificante en comparación con el volumen del vaso, las fuerzas de atracción entre las moléculas no actúan, y cuando las moléculas chocan entre sí y con las paredes del vaso, actúan las fuerzas repulsivas.
Problema para el boleto número 16
1) El trabajo es igual a potencia * tiempo \u003d (voltaje cuadrado) / resistencia * tiempo
Resistencia \u003d 220 voltios * 220 voltios * 600 segundos / 66000 julios \u003d 440 ohmios
1. Corriente alterna. El valor efectivo de corriente y voltaje.
2. Efecto fotoeléctrico. Las leyes del efecto fotoeléctrico. La ecuación de Einstein.
3. Determine la velocidad de la luz roja \u003d 671 nm en el vidrio con un índice de refracción de 1.64.
Respuestas al ticket número 17
La corriente alterna es una corriente eléctrica que cambia en magnitud y dirección con el tiempo o, en un caso particular, cambia en magnitud, manteniendo su dirección en el circuito eléctrico sin cambios.
El valor actual (efectivo) de la intensidad de la corriente alterna es el valor de la corriente continua, cuya acción producirá el mismo trabajo (efecto térmico o electrodinámico) que la corriente alterna en cuestión durante un período. En la literatura moderna, la definición matemática de esta cantidad se usa con mayor frecuencia: el valor eficaz de la intensidad de la corriente alterna.
En otras palabras, el valor actual puede determinarse mediante la fórmula:
Para fluctuaciones de corriente armónicas Los valores efectivos de EMF y voltaje se determinan de manera similar.
Efecto fotoeléctrico, efecto fotoeléctrico: la emisión de electrones por una sustancia bajo la influencia de la luz (o cualquier otra radiación electromagnética). En sustancias condensadas (sólidas y líquidas), se distinguen los efectos fotoeléctricos externos e internos.
Las leyes de Stoletov para el efecto fotoeléctrico:
La redacción de la primera ley del efecto fotoeléctrico: la fuerza de la fotocorriente es directamente proporcional a la densidad del flujo de luz.
De acuerdo con la segunda ley del efecto fotoeléctrico, la energía cinética máxima de los electrones expulsados \u200b\u200bpor la luz aumenta linealmente con la frecuencia de la luz y no depende de su intensidad.
3.a ley del efecto fotoeléctrico: para cada sustancia hay un borde rojo del efecto fotoeléctrico, es decir, la frecuencia mínima de luz (o la longitud de onda máxima λ0) a la que el efecto fotoeléctrico todavía es posible, y si el efecto fotoeléctrico aún no se produce. Una explicación teórica de estas leyes fue dada en 1905 por Einstein. Según él, la radiación electromagnética es una corriente de cuantos individuales (fotones) con energía cada uno, donde h es la constante de Planck. En el efecto fotoeléctrico, se refleja parte de la radiación electromagnética incidente de la superficie del metal, y parte penetra en la capa superficial del metal y se absorbe allí. Al absorber el fotón, el electrón recibe energía de él y, realizando el trabajo de salida φ, abandona el metal: la energía cinética máxima que tiene el electrón cuando abandona el metal.
Las leyes del efecto fotoeléctrico externo.
Ley de Stoletov: con la composición espectral de la radiación electromagnética incidente en el fotocátodo sin cambios, la fotocorriente de saturación es proporcional a la iluminación de energía del cátodo (de lo contrario: el número de fotoelectrones eliminados del cátodo en 1 s es directamente proporcional a la intensidad de la radiación):
Y la velocidad inicial máxima de los fotoelectrones no depende de la intensidad de la luz incidente, sino que está determinada solo por su frecuencia.
Para cada sustancia hay un borde rojo del efecto fotoeléctrico, es decir, la frecuencia mínima de luz (dependiendo de la naturaleza química de la sustancia y el estado de la superficie) por debajo del cual el efecto fotoeléctrico es imposible.
Las ecuaciones de Einstein (a veces se encuentra el nombre de "ecuaciones de Einstein-Hilbert") son las ecuaciones del campo gravitacional en la teoría general de la relatividad, conectando la métrica del espacio-tiempo curvo con las propiedades de la materia que lo llena. El término se usa en singular: "ecuación de Einstein", ya que en la notación tensorial es una ecuación, aunque en componentes es un sistema de ecuaciones diferenciales parciales.
Las ecuaciones se ven de la siguiente manera:
¿Dónde se obtiene el tensor Ricci del tensor de curvatura espacio-tiempo al convolucionarlo sobre un par de índices, R es la curvatura escalar, es decir, el tensor Ricci contorneado, el tensor métrico
constante cosmológica, y es el tensor energía-momento de la materia, (π es el número pi, c es la velocidad de la luz en el vacío, G es la constante gravitacional newtoniana).
Problema para el boleto número 17
k \u003d 10 * 10 en 4 \u003d 10 en 5 n / m \u003d 100000n / m
F \u003d k * Delta L
delta L \u003d mg / k
respuesta 2 cm
1. La ecuación de Mendeleev-Clapeyron. Escala termodinámica de temperatura. Cero absoluto
2. Corriente eléctrica en metales. Fundamentos de la teoría electrónica de los metales.
3. ¿Cuál es la velocidad del cohete en 1 minuto, moviéndose desde un estado de reposo con una aceleración de 60 m / s2?
Respuestas al ticket número 18
1) La ecuación de estado de un gas ideal (a veces la ecuación de Clapeyron o la ecuación de Mendeleev-Clapeyron) es una fórmula que establece la relación entre la presión, el volumen molar y la temperatura absoluta de un gas ideal. La ecuación tiene la forma:
Presión P
Vm - volumen molar
R- constante de gas universal
T- temperatura absoluta, K.
Esta forma de escritura lleva el nombre de la ecuación (ley) de Mendeleev - Clapeyron.
La ecuación deducida por Clapeyron contenía una cierta constante de gas no universal r cuyo valor tenía que medirse para cada gas:
Mendeleev descubrió que r es directamente proporcional a u y llamó al coeficiente de proporcionalidad R la constante de gas universal.
Escala de TEMPERATURA TERMODINÁMICA (escala de Kelvin): una escala de temperatura absoluta que no depende de las propiedades de una sustancia termométrica (el punto de referencia es un cero absoluto de temperatura). La construcción de la escala de temperatura termodinámica se basa en la segunda ley de la termodinámica y, en particular, en la independencia de la eficiencia del ciclo de Carnot de la naturaleza del fluido de trabajo. La unidad de temperatura termodinámica - Kelvin (K) - se define como 1 / 273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Temperatura cero absoluta (menos comúnmente, temperatura cero absoluta): el límite de temperatura mínima que puede tener un cuerpo físico en el Universo. El cero absoluto sirve como punto de referencia para la escala de temperatura absoluta, por ejemplo, la escala Kelvin. En 1954, la X Conferencia General de Pesos y Medidas estableció una escala de temperatura termodinámica con un punto de referencia: un punto triple de agua, cuya temperatura se acepta 273.16 K (exactamente), que corresponde a 0.01 ° C, de modo que la temperatura corresponde al cero absoluto en la escala Celsius −273.15 ° C.
La corriente eléctrica es el movimiento dirigido (ordenado) de partículas cargadas. Dichas partículas pueden ser: electrones en metales, iones (cationes y aniones) en electrolitos, iones y electrones en gases, electrones en vacío bajo ciertas condiciones, electrones y huecos en semiconductores (conductividad de huecos de electrones). A veces, una corriente eléctrica también se llama corriente de polarización resultante de un cambio en el campo eléctrico con el tiempo.
La corriente eléctrica tiene las siguientes manifestaciones:
calentamiento de conductores (el calor no se libera en los superconductores);
un cambio en la composición química de los conductores (observado principalmente en electrolitos);
creación de un campo magnético (se manifiesta en todos los conductores sin excepción)
Teorías de ácidos y bases: un conjunto de conceptos fisicoquímicos fundamentales que describen la naturaleza y las propiedades de los ácidos y las bases. Todos ellos introducen definiciones de ácidos y bases, dos clases de sustancias que reaccionan entre sí. La tarea de la teoría es predecir los productos de reacción entre el ácido y la base y la posibilidad de que ocurra, para lo cual se utilizan características cuantitativas de la fuerza del ácido y la base. Las diferencias entre las teorías radican en las definiciones de ácidos y bases, las características de su fuerza y, como consecuencia, en las reglas para predecir los productos de reacción entre ellos. Todos ellos tienen su propia área de aplicabilidad, que se superponen parcialmente.
Las principales disposiciones de la teoría electrónica de los metales de interacción son de naturaleza extremadamente común y se utilizan ampliamente en la práctica científica e industrial. Los conceptos teóricos de ácidos y bases son importantes en la formación de todos los sistemas conceptuales de química y tienen un efecto versátil en el desarrollo de muchos conceptos teóricos en todas las principales disciplinas químicas. Basado en la teoría moderna de ácidos y bases, tales ramas de las ciencias químicas se han desarrollado como la química de soluciones acuosas y no acuosas de electrolitos, medición de pH en medios no acuosos, catálisis homogénea y heterogénea de ácido-base, la teoría de las funciones de acidez y muchas otras.
Problema en el boleto número 18
v \u003d at \u003d 60 m / s2 * 60 s \u003d 3600 m / s
Respuesta: 3600 m / s
1. Corriente en el vacío. Tubo de rayos catódicos.
2. Hipótesis de Planck cuántico. La naturaleza cuántica de la luz.
3. La rigidez del alambre de acero es de 10,000 N / m. cuánto tiempo se extenderá el cable si se suspende una carga de 20 kg.
Respuestas al Boleto # 19
1) Para obtener una corriente eléctrica en el vacío, es necesaria la presencia de portadores libres. Puede obtenerlos debido a la emisión de electrones por metales - emisión de electrones (del latín emissio - release).
Como saben, a temperaturas normales, los electrones se mantienen dentro del metal, a pesar de que hacen un movimiento térmico. Por lo tanto, cerca de la superficie hay fuerzas que actúan sobre los electrones y se dirigen dentro del metal. Estas son fuerzas que surgen debido a la atracción entre electrones e iones positivos de la red cristalina. Como resultado, aparece un campo eléctrico en la capa superficial de los metales, y el potencial aumenta en un cierto valor de Dj al pasar del espacio externo al metal. En consecuencia, la energía potencial del electrón disminuye en eDj.
Un kinescopio es un dispositivo de haz de electrones que convierte las señales eléctricas en luz. Es ampliamente utilizado en el diseño de televisores; hasta la década de 1990, los televisores se basaban exclusivamente en un kinescopio. El nombre "cinética" se reflejó en el nombre del dispositivo, que está asociado con figuras en movimiento en la pantalla.
Las partes principales:
pistola de electrones, diseñada para formar un haz de electrones, en tubos de imagen en color y tubos de osciloscopio multitrayectoria se combinan en un reflector óptico-electrónico;
una pantalla cubierta con un fósforo, una sustancia que brilla cuando un haz de electrones lo golpea;
un sistema de desviación controla el haz para que forme la imagen deseada.
2) La hipótesis de Planck es una hipótesis presentada por Max Planck el 14 de diciembre de 1900, que consiste en el hecho de que la energía es emitida y absorbida por la radiación de calor no continuamente, sino en cantidades (porciones) separadas. Cada porción cuántica tiene una energía E proporcional a la frecuencia de radiación ν:
donde h o el coeficiente de proporcionalidad, posteriormente llamado constante de Planck. En base a esta hipótesis, propuso una conclusión teórica de la relación entre la temperatura corporal y la radiación emitida por este cuerpo: la fórmula de Planck.
La hipótesis de Planck se confirmó más tarde experimentalmente.
El avance de esta hipótesis se considera el momento del nacimiento de la mecánica cuántica.
La naturaleza cuántica de la luz es una partícula elemental, un cuanto de radiación electromagnética (en sentido estricto, la luz). Esta es una partícula sin masa que puede existir en un vacío que solo se mueve a la velocidad de la luz. La carga eléctrica de un fotón también es igual a cero. Un fotón solo puede estar en dos estados de giro con la proyección del giro en la dirección del movimiento (helicidad) ± 1. En física, los fotones se denotan con la letra γ.
La electrodinámica clásica describe un fotón como una onda electromagnética con una polarización circular derecha o izquierda. Desde el punto de vista de la mecánica cuántica clásica, un fotón como partícula cuántica se caracteriza por la dualidad onda-partícula, exhibe simultáneamente las propiedades de una partícula y una onda.
Problema para el boleto No.19
F \u003d k * Delta L
delta L \u003d mg / k
delta L \u003d 20 kg * 10000n / kg / 100000n / m \u003d 2 cm
respuesta 2 cm
1. Corriente eléctrica en semiconductores. La conductividad intrínseca de los semiconductores en el ejemplo del silicio.
2. Las leyes de reflexión y refracción de la luz.
3. ¿Qué tipo de trabajo realiza un campo eléctrico al mover 5x10 18 electrones en una sección de un circuito con una diferencia de potencial de 20 V.
Respuestas al ticket número 20
La corriente eléctrica en los semiconductores es un material que, en su conductividad específica, ocupa un lugar intermedio entre los conductores y los dieléctricos y se diferencia de los conductores por una fuerte dependencia de la conductividad específica en la concentración de impurezas, temperatura y exposición a varios tipos de radiación. La propiedad principal de un semiconductor es un aumento de la conductividad eléctrica con el aumento de la temperatura.
Los semiconductores son sustancias cuyo intervalo de banda es del orden de varios electronvoltios (eV). Por ejemplo, el diamante se puede atribuir a semiconductores de gran espacio, y el arseniuro de indio a un espacio estrecho. Los semiconductores incluyen muchos elementos químicos (germanio, silicio, selenio, teluro, arsénico y otros), una gran cantidad de aleaciones y compuestos químicos (arseniuro de galio, etc.). Casi todas las sustancias inorgánicas del mundo que nos rodea son semiconductores. El semiconductor más común en la naturaleza es el silicio, que constituye casi el 30% de la corteza terrestre.
Cada sustancia tiene su propia resistencia específica. Además, la resistencia dependerá de la temperatura del conductor. Verificaremos esto realizando el siguiente experimento.
Pase la corriente a través de la espiral de acero. En un circuito con espiral, conectamos en serie un amperímetro. Él mostrará algo de valor. Ahora vamos a calentar la espiral en la llama de un quemador de gas. El valor actual que mostrará el amperímetro disminuye. Es decir, la intensidad actual dependerá de la temperatura del conductor.
Variación de resistencia con la temperatura
Suponga que a una temperatura de 0 grados, la resistencia del conductor es R0, y a una temperatura t la resistencia es R, entonces el cambio relativo en la resistencia será directamente proporcional al cambio en la temperatura t:
- (R-R0) / R \u003d a * t.
En esta fórmula, a es el coeficiente de proporcionalidad, que también se llama coeficiente de temperatura. Caracteriza la dependencia de la resistencia que tiene una sustancia de la temperatura.
Coeficiente de temperatura de resistencia numéricamente igual al cambio relativo en la resistencia del conductor cuando se calienta en 1 Kelvin.
Para todos los metales, el coeficiente de temperatura más que cero. Con cambios en la temperatura, variará ligeramente. Por lo tanto, si el cambio de temperatura es pequeño, el coeficiente de temperatura puede considerarse constante e igual al valor promedio de este rango de temperatura.
Soluciones de electrolitos con temperatura creciente, la resistencia disminuye. Es decir, para ellos el coeficiente de temperatura será menos de cero
La resistencia del conductor depende de la resistencia específica del conductor y del tamaño del conductor. Dado que las dimensiones del conductor no cambian significativamente durante el calentamiento, el componente principal del cambio en la resistencia del conductor es la resistencia específica.
La dependencia de la resistividad del conductor de la temperatura.
Intentaremos encontrar la dependencia de la temperatura de la resistencia específica del conductor.
Sustituimos los valores de resistencia R \u003d p * l / S R0 \u003d p0 * l / S en la fórmula obtenida anteriormente.
Obtenemos la siguiente fórmula:
- p \u003d p0 (1 + a * t).
Esta dependencia se presenta en la siguiente figura.
Tratemos de entender por qué aumenta la resistencia.
Cuando aumentamos la temperatura, aumenta la amplitud de las vibraciones iónicas en los nodos de la red cristalina. En consecuencia, los electrones libres serán más propensos a chocar con ellos. En una colisión, perderán la dirección de su movimiento. En consecuencia, la fuerza actual disminuirá.
La energía cinética de los átomos e iones aumenta, comienzan a oscilar más fuertemente cerca de las posiciones de equilibrio, los electrones no tienen suficiente espacio para el movimiento libre.2. ¿Cómo depende la resistencia específica de un conductor de su temperatura? ¿En qué unidades se mide el coeficiente de resistencia a la temperatura?
La resistividad de los conductores aumenta linealmente con la temperatura según la ley.3. ¿Cómo podemos explicar la dependencia lineal de la resistividad del conductor con la temperatura?
La resistencia específica de un conductor depende linealmente de la frecuencia de colisiones de electrones con átomos e iones de la red cristalina, y esta frecuencia depende de la temperatura.4. ¿Por qué la resistividad de los semiconductores disminuye al aumentar la temperatura?
Con el aumento de la temperatura, aumenta el número de electrones libres, y dado que aumenta el número de portadores de carga, la resistencia de los semiconductores disminuye.5. Describa el proceso de conductividad intrínseca en semiconductores.
Un átomo semiconductor pierde un electrón y se carga positivamente. Se forma un agujero en la capa de electrones, una carga positiva. Por lo tanto, la conductividad intrínseca de un semiconductor se lleva a cabo por dos tipos de portadores: electrones y agujeros.\u003e\u003e Física: dependencia de la temperatura de la resistencia del conductor
Diferentes sustancias tienen diferentes resistividades (ver § 104). ¿La resistencia depende del estado del conductor? de su temperatura? La respuesta debe ser dada por la experiencia.
Si pasa la corriente de la batería a través de una espiral de acero y luego comienza a calentarla en la llama del quemador, el amperímetro mostrará una disminución en la intensidad de la corriente. Esto significa que con un cambio de temperatura, la resistencia del conductor cambia.
Si a una temperatura igual a 0 ° C, la resistencia del conductor es R 0a temperatura t es igual R, entonces el cambio relativo en la resistencia, como lo demuestra la experiencia, es directamente proporcional al cambio en la temperatura t:
Coeficiente de proporcionalidad α
son llamados coeficiente de temperatura de resistencia. Caracteriza la dependencia de la resistencia de una sustancia a la temperatura. El coeficiente de resistencia a la temperatura es numéricamente igual al cambio relativo en la resistencia del conductor cuando se calienta en 1 K. Para todos los conductores metálicos, el coeficiente α
\u003e 0 y varía ligeramente con la temperatura. Si el rango de cambios de temperatura es pequeño, entonces el coeficiente de temperatura puede considerarse constante e igual a su valor promedio en este rango de temperatura. Metales puros α ≈
1/273 K -1. En soluciones electrolíticas, la resistencia no aumenta con la temperatura, sino que disminuye. Para ellos α
< 0. Например, для 10%-ного раствора поваренной соли α ≈
-0.02 K -1.
Cuando el conductor se calienta, sus dimensiones geométricas cambian ligeramente. La resistencia del conductor varía principalmente debido a cambios en su resistividad. Es posible encontrar la dependencia de esta resistividad de la temperatura si sustituimos los valores en la fórmula (16.1) 
. Los cálculos conducen al siguiente resultado:
Desde α
cambia poco cuando cambia la temperatura del conductor, se puede suponer que la resistencia específica del conductor depende linealmente de la temperatura ( fig. 16.2).
El aumento de la resistencia puede explicarse por el hecho de que al aumentar la temperatura, aumenta la amplitud de las vibraciones de iones en los nodos de la red cristalina, por lo que los electrones libres chocan con ellos con mayor frecuencia, perdiendo su dirección de movimiento. Aunque la proporción α
bastante pequeño, teniendo en cuenta la dependencia de la resistencia a la temperatura al calcular los dispositivos de calefacción es absolutamente necesario. Entonces, la resistencia de un filamento de tungsteno de una lámpara incandescente aumenta cuando la corriente lo atraviesa más de 10 veces.
En algunas aleaciones, por ejemplo, una aleación de cobre con níquel (constantan), el coeficiente de resistencia a la temperatura es muy pequeño: α
≈ 10-5 K -1; la resistividad de constantan es grande: ρ
≈ 10 -6 Ohm m. Dichas aleaciones se utilizan para la fabricación de resistencias de referencia y resistencias adicionales para instrumentos de medición, es decir, en aquellos casos en que se requiere que la resistencia no cambie notablemente con las fluctuaciones de temperatura.
La dependencia de la resistencia de los metales a la temperatura se utiliza en termómetros de resistencia. Por lo general, un cable de platino se toma como el principal elemento de trabajo de dicho termómetro, cuya dependencia de la resistencia de la temperatura es bien conocida. Los cambios de temperatura se juzgan por el cambio en la resistencia del cable que se puede medir.
Tales termómetros permiten medir temperaturas muy bajas y muy altas cuando los termómetros líquidos convencionales no son adecuados.
La resistividad de los metales aumenta linealmente con el aumento de la temperatura. En soluciones electrolíticas, disminuye con el aumento de la temperatura.
???
1. Cuando una bombilla consume más energía: ¿inmediatamente después de encenderla o después de unos minutos?
2. Si la resistencia de la espiral de la estufa eléctrica no cambió con la temperatura, ¿su longitud a la potencia nominal debería ser mayor o menor?
G.Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N. N. Sotsky, Física grado 10
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La resistencia eléctrica de casi todos los materiales depende de la temperatura. La naturaleza de esta dependencia es diferente para diferentes materiales.
En los metales que tienen una estructura cristalina, el camino libre de los electrones como portadores de carga está limitado por sus colisiones con los iones ubicados en los nodos de la red cristalina. En colisiones, la energía cinética de los electrones se transfiere a la red. Después de cada colisión, los electrones bajo la influencia de las fuerzas del campo eléctrico vuelven a ganar velocidad y, en las colisiones posteriores, transfieren la energía adquirida a los iones de la red cristalina, lo que aumenta sus vibraciones, lo que conduce a un aumento de la temperatura de la sustancia. Por lo tanto, los electrones pueden considerarse intermediarios en la conversión de energía eléctrica en energía térmica. Un aumento en la temperatura se acompaña de un aumento en el movimiento térmico caótico de las partículas de materia, lo que conduce a un aumento en el número de colisiones de electrones con ellos y complica el movimiento ordenado de los electrones.
Para la mayoría de los metales, la resistividad aumenta linealmente dentro del rango de temperatura de funcionamiento.
donde 
y 
- resistividades a temperaturas iniciales y finales;
- constante para un coeficiente de metal dado, llamado coeficiente de resistencia a la temperatura (TCS);
T1 y T2 son las temperaturas iniciales y finales.
Para los conductores del segundo tipo, un aumento en la temperatura conduce a un aumento en su ionización; por lo tanto, el TCS de este tipo de conductores es negativo.
Los valores de resistividad de las sustancias y sus TCS se dan en los libros de referencia. Típicamente, los valores de resistividad generalmente se dan a una temperatura de +20 ° C.
La resistencia del conductor está determinada por la expresión.
R2 \u003d R1 
(2.1.2)
Tarea 3 Ejemplo
Determine la resistencia del cable de cobre de una línea de transmisión de dos cables a + 20 ° С y +40 ° С, si la sección transversal del cable S \u003d
120 mm 
, y la longitud de la línea l \u003d 10 km.
Solución
Según las tablas de referencia encontramos la resistividad 
cobre a + 20 ° С y coeficiente de resistencia a la temperatura 
:
\u003d 0.0175 ohmios mm 
/ m; 
\u003d 0.004 grados 
.
Determinamos la resistencia del cable a T1 \u003d +20 ° C de acuerdo con la fórmula R \u003d 
, considerando la longitud de los cables hacia adelante y hacia atrás de la línea:
R1 \u003d 0,0175 
2 \u003d 2.917 ohmios.
La fórmula (2.1.2) encontrará la resistencia de los cables a una temperatura de + 40 ° C.
R2 \u003d 2.917 \u003d 3.15 ohmios.
Tarea
Una línea aérea de tres hilos de longitud L está hecha con un cable, cuya marca se da en la tabla 2.1. Es necesario encontrar el valor indicado por el signo "?" Utilizando el ejemplo anterior y eligiendo la opción con los datos indicados de acuerdo con la tabla 2.1.
Cabe señalar que en el problema, a diferencia del ejemplo, se proporcionan cálculos que están asociados con un cable de la línea. En las marcas de cables pelados, la letra indica el material del cable (A - aluminio; M - cobre), y el número indica la sección transversal del cable enmm 
.
Tabla 2.1
|
Longitud de línea L, km |
Marca de alambre |
Temperatura del cable T, ° С |
Resistencia del cable RT a temperatura T, Ohm |
|
El estudio del material del tema termina con las pruebas No. 2 (TOE-
ETM / PM ”y No. 3 (TOE - ETM / IM)