Postoje različiti uvjeti pod kojima nosioci naboja prolaze kroz određene materijale. A na naboj električne struje izravno utječe otpor, koji ovisi o okolini. Čimbenici koji mijenjaju protok električne struje uključuju temperaturu. U ovom članku ćemo pogledati ovisnost otpora vodiča o temperaturi.
Metali
Kako temperatura utječe na metale? Da bi se otkrio ovaj odnos, proveden je sljedeći pokus: baterija, ampermetar, žica i plamenik povezani su međusobno žicama. Zatim morate izmjeriti struju u krugu. Nakon očitanja potrebno je dovesti plamenik do žice i zagrijati ga. Kad se žica zagrije, vidi se da se otpor povećava, a vodljivost metala smanjuje.
- Metalna žica
- Baterija
- Ampermetar
Ovisnost je prikazana i opravdana formulama:
Iz ovih formula slijedi da je R vodiča određen formulom:
Primjer ovisnosti otpora metala o temperaturi prikazan je u videu:
Također morate obratiti pozornost na takvo svojstvo kao supravodljivost. Ako su uvjeti okoline normalni, tada kako se vodiči hlade, oni smanjuju svoj otpor. Donji grafikon pokazuje kako temperatura i otpornost u živom srebru.
Supravodljivost je pojava koja se javlja kada materijal dosegne kritičnu temperaturu (bližu nuli Kelvina) pri kojoj se otpor iznenada smanjuje na nulu.
Plinovi
Plinovi se ponašaju kao dielektrici i ne mogu provoditi električnu struju. A da bi se on formirao potrebni su nosioci naboja. Njihovu ulogu igraju ioni, a nastaju zbog utjecaja vanjskih čimbenika.
Ovisnost se može ilustrirati primjerom. Za pokus se koristi isti dizajn kao u prethodnom pokusu, samo su vodiči zamijenjeni metalnim pločama. Mora postojati između njih mali prostor. Ampermetar bi trebao pokazivati da nema struje. Prilikom postavljanja baklje između ploča, uređaj će pokazati struju koja prolazi kroz plinoviti medij.
Ispod je grafikon strujno-naponskih karakteristika plinskog pražnjenja, koji pokazuje da povećanje ionizacije na prvom početno stanje povećava, tada ovisnost struje o naponu ostaje nepromijenjena (to jest, kako se napon povećava, struja ostaje ista) i nagli porast jakosti struje, što dovodi do sloma dielektričnog sloja.
Razmotrimo vodljivost plinova u praksi. Prolaz električne struje u plinovima koristi se u fluorescentnim svjetiljkama i svjetiljkama. U ovom slučaju, katoda i anoda, dvije elektrode smještene su u tikvicu unutar koje se nalazi inertni plin. Kako ovaj fenomen ovisi o plinu? Kad se žarulja upali, dvije se niti zagrijavaju i stvara se termoemisija. Unutrašnjost žarulje presvučena je fosforom koji emitira svjetlost koju mi vidimo. Kako živa ovisi o fosforu? Kada se bombardiraju elektronima, stvaraju se živine pare infracrveno zračenje, koji zauzvrat emitira svjetlost.
Ako se između katode i anode dovede napon, dolazi do kondukcije plina.
Tekućine
Vodiči struje u tekućini su anioni i kationi koji se kreću zahvaljujući vanjskom električnom polju. Elektroni daju malu vodljivost. Razmotrimo ovisnost otpora o temperaturi u tekućinama.
- elektrolit
- Baterija
- Ampermetar
Ovisnost učinka elektrolita na zagrijavanje propisana je formulom:
Gdje je a negativni temperaturni koeficijent.
Kako R ovisi o zagrijavanju (t) prikazano je na donjem grafikonu:
Ova se ovisnost mora uzeti u obzir pri punjenju baterija i baterija.
Poluvodiči
Kako otpor ovisi o zagrijavanju u poluvodičima? Prvo, razgovarajmo o termistorima. To su uređaji koji mijenjaju svoj električni otpor pod utjecajem topline. Ovaj poluvodič ima temperaturni koeficijent otpora (TCR) koji je red veličine veći od metala. I pozitivni i negativni vodiči imaju određene karakteristike.
Gdje je: 1 TKS manje od nule; 2 – TCS je veći od nule.
Da bi vodiči kao što su termistori počeli raditi, kao osnova se uzima bilo koja točka na strujno-naponskoj karakteristici:
- ako je temperatura elementa manja od nule, tada se takvi vodiči koriste kao releji;
- za kontrolu promjene struje, kao i temperaturu i napon, koristite linearni dio.
Termistori se koriste za provjeru i mjerenje elektromagnetskog zračenja, koje se provodi na ultra visokim frekvencijama. Zbog toga se ovi vodiči koriste u sustavima kao što su protupožarni alarm, provjera topline i praćenje potrošnje rasutih medija i tekućina. U rashladnim sustavima koriste se termistori s TCR manjim od nule.
Sada o termoelementima. Kako Seebeckov fenomen utječe na termoelemente? Ovisnost leži u činjenici da takvi vodiči funkcioniraju na temelju ove pojave. Kada se temperatura spoja povećava zagrijavanjem, na spoju zatvorenog kruga pojavljuje se emf. Tako se očituje njihova ovisnost i toplinska energija se pretvara u električnu. Kako biste u potpunosti razumjeli postupak, preporučujem da pročitate naše upute o tome kako
Specifični otpor, a time i otpor metala, ovisi o temperaturi, povećavajući se s temperaturom. Ovisnost o temperaturi otpor vodiča objašnjava se činjenicom da
- intenzitet disperzije (broj sudara) nositelja naboja raste s porastom temperature;
- njihova koncentracija se mijenja kada se vodič zagrijava.
Iskustvo pokazuje da kod ne previsokih i ne previsokih niske temperature Ovisnosti električnog otpora i otpora vodiča o temperaturi izražavaju se formulama:
\(~\rho_t = \rho_0 (1 + \alpha t) ,\) \(~R_t = R_0 (1 + \alpha t) ,\)
Gdje ρ 0 , ρ t - otpornost tvari vodiča, odnosno pri 0 °C i t°C; R 0 , R t - otpor vodiča pri 0 °C i t°S, α - temperaturni koeficijent otpora: izmjereno u SI u Kelvinima minus prva snaga (K -1). Za metalne vodiče, ove formule su primjenjive počevši od temperatura od 140 K i više.
Temperaturni koeficijent Otpor tvari karakterizira ovisnost promjene otpora pri zagrijavanju o vrsti tvari. Brojčano je jednaka relativnoj promjeni otpora (otpora) vodiča pri zagrijavanju za 1 K.
\(~\mathcal h \alpha \mathcal i = \frac(1 \cdot \Delta \rho)(\rho \Delta T) ,\)
gdje je \(~\mathcal h \alpha \mathcal i\) prosječna vrijednost temperaturnog koeficijenta otpora u intervalu Δ Τ .
Za sve metalne vodiče α > 0 i blago varira s temperaturom. Za čiste metale α = 1/273 K -1. U metalima, koncentracija slobodnih nositelja naboja (elektrona) n= konst i povećanje ρ nastaje zbog povećanja intenziteta raspršenja slobodnih elektrona na ionima kristalne rešetke.
Za otopine elektrolita α < 0, например, для 10%-ного раствора stolna sol α = -0,02 K -1. Otpor elektrolita opada s porastom temperature, budući da povećanje broja slobodnih iona zbog disocijacije molekula premašuje povećanje disperzije iona tijekom sudara s molekulama otapala.
Formule ovisnosti ρ I R na temperaturu za elektrolite slične su gornjim formulama za metalne vodiče. Treba napomenuti da je ova linearna ovisnost sačuvana samo u malom temperaturnom rasponu, u kojem α = konst. U velikim temperaturnim rasponima, ovisnost otpora elektrolita o temperaturi postaje nelinearna.
Grafički su na slikama 1, a, b prikazane ovisnosti otpora metalnih vodiča i elektrolita o temperaturi.
Na vrlo niskim temperaturama, blizu apsolutne nule (-273 °C), otpor mnogih metala naglo pada na nulu. Ova pojava se zove supravodljivost. Metal prelazi u supravodljivo stanje.
Ovisnost otpora metala o temperaturi koristi se u otpornim termometrima. Obično se kao termometrijsko tijelo takvog termometra koristi platinasta žica, čija je ovisnost otpora o temperaturi dovoljno proučena.
Promjene temperature ocjenjuju se promjenama otpora žice, koje se mogu mjeriti. Takvi termometri omogućuju vam mjerenje vrlo niskih i vrlo visokih temperatura kada konvencionalni termometri za tekućinu nisu prikladni.
Književnost
Aksenovich L. A. Fizika u Srednja škola: Teorija. Zadaci. Testovi: Udžbenik. pogodnosti za ustanove koje pružaju opće obrazovanje. okoliš, obrazovanje / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; ur. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - P. 256-257.
U svojim praktičnim aktivnostima svaki se električar susreće različitim uvjetima prolaz nositelja naboja u metalima, poluvodičima, plinovima i tekućinama. Na veličinu struje utječe električni otpor koji se pod utjecajem okoline mijenja na razne načine.
Jedan od tih čimbenika je izloženost temperaturi. Budući da značajno mijenja uvjete za protok struje, projektanti ga uzimaju u obzir u proizvodnji električne opreme. Električno osoblje uključeno u održavanje i rad električnih instalacija mora kompetentno koristiti ove značajke u praktičnom radu.
Utjecaj temperature na električni otpor metala
U školskom tečaju fizike predlaže se izvođenje sljedećeg eksperimenta: uzmite ampermetar, bateriju, komad žice, spojne žice i plamenik. Umjesto ampermetra s baterijom, možete spojiti ohmmetar ili koristiti njegov način rada u multimetru.
Sada približimo plamen plamenika žici i počnimo je zagrijavati. Ako pogledate ampermetar, vidjet ćete da će se strelica pomaknuti ulijevo i doći do pozicije označene crvenom bojom.
Rezultat pokusa pokazuje da kada se metali zagrijavaju, njihova vodljivost opada, a njihov otpor raste.
Matematičko opravdanje za ovu pojavu daju formule izravno na slici. U donjem izrazu jasno se vidi da je električni otpor “R” metalnog vodiča izravno proporcionalan njegovoj temperaturi “T” i ovisi o nekoliko drugih parametara.
Kako zagrijavanje metala ograničava električnu struju u praksi
Žarulje sa žarnom niti
Svaki dan, kada uključimo rasvjetu, susrećemo se s manifestacijom ovog svojstva u žaruljama sa žarnom niti. Provedimo jednostavna mjerenja na žarulji snage 60 vata.
Pomoću najjednostavnijeg ohmmetra, napajanog niskonaponskom baterijom od 4,5 V, mjerimo otpor između kontakata baze i vidimo vrijednost od 59 Ohma. Žarna nit ima ovu vrijednost kada je hladna.
Uvrnite žarulju u utičnicu i na nju preko ampermetra spojite napon kućne mreže od 220 volti. Igla ampermetra pokazat će 0,273 ampera. Odredimo otpor niti u zagrijanom stanju. Bit će 896 Ohma i premašit će prethodno očitanje ohmmetra za 15,2 puta.
Ovaj višak štiti metal tijela žarne niti od izgaranja i uništenja, osiguravajući njegovu dugotrajnu izvedbu pod naponom.
Prijelazne pojave pri uključivanju
Kada žarna nit djeluje na njega, stvara se toplinska ravnoteža između zagrijavanja od prolazne električne struje i odvođenja dijela topline u okoliš. Ali, u početnoj fazi uključivanja, kada se primjenjuje napon, javljaju se prijelazni procesi koji stvaraju udarnu struju, što može dovesti do izgaranja žarne niti.
Prijelazni procesi nastaju u kratkom vremenu i uzrokovani su činjenicom da se brzina povećanja električni otpor od zagrijavanja metal ne prati porast struje. Nakon njihovog završetka uspostavlja se način rada.
Tijekom dugotrajne luminiscencije žarulje, debljina njezine niti postupno doseže kritično stanje, što dovodi do izgaranja. Najčešće se ovaj trenutak događa tijekom sljedećeg novog uključivanja.
Za produljenje vijeka trajanja lampe različiti putevi smanjiti ovu udarnu struju pomoću:
1. uređaji koji omogućuju glatko dovođenje i otpuštanje napetosti;
2. sklopovi za spajanje otpornika, poluvodiča ili termistora (termistora) u seriju na žarnu nit.
Primjer jednog načina ograničavanja udarne struje za automobilske svjetiljke prikazan je na slici ispod.
Ovdje se struja u žarulju dovodi nakon uključivanja prekidača SA preko osigurača FU i ograničena je otpornikom R, čija je vrijednost odabrana tako da udar struje tijekom prijelaznih procesa ne prelazi nazivnu vrijednost.
Kada se žarna nit zagrijava, njen otpor se povećava, što dovodi do povećanja potencijalne razlike između njegovih kontakata i paralelno spojenog namota releja KL1. Kada napon dosegne vrijednost podešenja releja, normalno otvoreni kontakt KL1 će se zatvoriti i spojiti otpornik. Radna struja već uspostavljenog načina rada počet će teći kroz žarulju.
Utjecaj temperature metala na njegov električni otpor koristi se u radu mjernih instrumenata. Zovu se .
Njihov osjetljivi element izrađen je od tanke metalne žice, čiji se otpor pažljivo mjeri na određenim temperaturama. Ovaj navoj je montiran u kućište sa stabilnim toplinskim svojstvima i prekriven zaštitnim poklopcem. Stvorena struktura se postavlja u okolinu čija se temperatura mora stalno pratiti.
Žice su montirane na stezaljke osjetljivog elementa električni dijagram, koji povezuju krug za mjerenje otpora. Njegova se vrijednost pretvara u vrijednosti temperature na temelju prethodno provedene kalibracije uređaja.
Baretter - stabilizator struje
Ovo je naziv uređaja koji se sastoji od zatvorenog staklenog cilindra s vodikovim plinom i spirale od metalne žice od željeza, volframa ili platine. Ovaj dizajn je izgled nalikuje žarulji sa žarnom niti, ali ima specifičnu strujno-naponsku nelinearnu karakteristiku.
Na strujno-naponskoj karakteristici u određenom rasponu formira se radna zona, koji ne ovisi o fluktuacijama napona koji se primjenjuje na tijelo. U ovom odjeljku, razmjena dobro kompenzira valovitost snage i radi kao stabilizator struje na opterećenju spojenom serijski na njega.
Rad barettera temelji se na svojstvu toplinske inercije tijela žarne niti, što je osigurano malim presjekom žarne niti i visokom toplinskom vodljivošću vodika koji ga okružuje. Zbog toga, kada se napon na uređaju smanjuje, ubrzava se uklanjanje topline s njegove niti.
Ovo je glavna razlika između baretter i žarulja sa žarnom niti, u kojima se, kako bi se održala svjetlina sjaja, nastoji smanjiti konvektivni gubitak topline iz žarne niti.
Supravodljivost
U normalnim uvjetima okolišu, kada se metalni vodič hladi, njegov električni otpor se smanjuje.
Kada se postigne kritična temperatura, blizu nula stupnjeva prema Kelvinovom mjernom sustavu, dolazi do oštrog pada otpora na nulu. Desna slika pokazuje takav odnos za živu.
Ovaj fenomen, nazvan supravodljivost, smatra se obećavajućim područjem za istraživanje s ciljem stvaranja materijala koji mogu značajno smanjiti gubitak električne energije pri prijenosu na velike udaljenosti.
Međutim, studije supravodljivosti koje su u tijeku otkrile su brojne obrasce kada je električni otpor metala koji se nalazi u području kritične temperature pod utjecajem drugih čimbenika. Konkretno, prilikom prolaska naizmjenična struja s povećanjem frekvencije njegovih oscilacija nastaje otpor, čija vrijednost doseže raspon uobičajenih vrijednosti za harmonike s periodom svjetlosnih valova.
Utjecaj temperature na električni otpor/vodljivost plinova
Plinovi i obični zrak su dielektrici i ne provode struju. Za njegovo formiranje potrebni su nositelji naboja, a to su ioni nastali kao rezultat izloženosti vanjskim čimbenicima.
Zagrijavanje može izazvati ionizaciju i kretanje iona s jednog pola medija na drugi. To možete provjeriti pomoću primjera jednostavno iskustvo. Uzmimo istu opremu kojom smo određivali utjecaj zagrijavanja na otpor metalnog vodiča, ali ćemo umjesto žice na žice spojiti dvije metalne ploče odvojene zračnim prostorom.
Ampermetar spojen na krug pokazat će odsutnost struje. Ako se plamen plamenika postavi između ploča, igla uređaja će odstupiti od nulte vrijednosti i pokazati količinu struje koja prolazi kroz plinoviti medij.
Tako je utvrđeno da u plinovima pri zagrijavanju dolazi do ionizacije, što dovodi do kretanja električki nabijenih čestica i smanjenja otpora medija.
Na vrijednost struje utječe snaga vanjskog primijenjenog izvora napona i potencijalna razlika između njegovih kontakata. Ona je sposobna za velike vrijednosti probiti izolacijski sloj plinova. Tipična manifestacija takvog slučaja u prirodi je prirodno pražnjenje munje tijekom grmljavinske oluje.
Približan prikaz strujno-naponske karakteristike toka struje u plinovima prikazan je na grafu.
U početnoj fazi, pod utjecajem temperature i razlike potencijala, uočava se povećanje ionizacije i prolazak struje približno prema linearnom zakonu. Tada krivulja postaje horizontalna kada povećanje napona ne uzrokuje povećanje struje.
Treća faza sloma događa se kada visoka energija primijenjenog polja ubrza ione toliko da se počnu sudarati s neutralnim molekulama, masovno stvarajući nove nositelje naboja od njih. Kao rezultat toga, struja se naglo povećava, stvarajući slom dielektričnog sloja.
Praktična uporaba plinske vodljivosti
Fenomen struje koja teče kroz plinove koristi se u elektroničkim cijevima i fluorescentnim svjetiljkama.
Da biste to učinili, dvije elektrode se postavljaju unutar zatvorenog staklenog cilindra s inertnim plinom:
1. anoda;
2. katoda.
U fluorescentnoj svjetiljci oni su izrađeni u obliku niti, koje se zagrijavaju kada se uključe i stvaraju termoionsku emisiju. Unutarnja površina Tikvica je prekrivena slojem fosfora. Emitira vidljivi spektar svjetlosti proizveden infracrvenim zračenjem koje proizlazi iz živine pare bombardirane strujom elektrona.
Struja plinskog pražnjenja nastaje kada se napon određene veličine primijeni između elektroda koje se nalaze na različitim krajevima tikvice.
Kada jedna od niti pregori, emisija elektrona na ovoj elektrodi bit će prekinuta i lampa neće svijetliti. Međutim, ako povećate potencijalnu razliku između katode i anode, onda opet plinsko pražnjenje unutar tikvice i sjaj fosfora će se nastaviti.
To vam omogućuje korištenje LED žarulja s oštećenim nitima i produljenje njihovog životnog vijeka. Samo imajte na umu da se u ovom slučaju napon na njemu mora povećati nekoliko puta, a to značajno povećava potrošnju energije i rizike sigurne uporabe.
Utjecaj temperature na električni otpor tekućina
Prolaz struje u tekućinama nastaje uglavnom zbog kretanja kationa i aniona pod utjecajem vanjskog električnog polja. Samo mali dio vodljivosti osiguravaju elektroni.
Utjecaj temperature na električni otpor tekućeg elektrolita opisuje se formulom prikazanom na slici. Budući da je u njemu vrijednost temperaturnog koeficijenta α uvijek negativna, tada s povećanjem zagrijavanja vodljivost raste, a otpor pada kao što je prikazano na grafikonu.
Ovu pojavu treba uzeti u obzir pri punjenju tekućih automobilskih (i drugih) baterija.
Utjecaj temperature na električni otpor poluvodiča
Promjene u svojstvima poluvodičkih materijala pod utjecajem temperature omogućile su njihovu upotrebu kao:
toplinski otpori;
termoelementi;
hladnjaci;
grijalice.
termistori
Ovaj naziv odnosi se na poluvodičke elemente koji mijenjaju svoj električni otpor pod utjecajem topline. Oni su znatno viši od metala.
Vrijednost TCR za poluvodiče može imati pozitivnu ili negativnu vrijednost. Prema ovom parametru dijele se na pozitivne “RTS” i negativne “NTC” termistore. Imaju različite karakteristike.
Za rad termistora odaberite jednu od točaka na njegovoj strujno-naponskoj karakteristici:
linearni dio se koristi za kontrolu temperature ili kompenzaciju promjenjivih struja ili napona;
silazna grana strujno-naponske karakteristike za elemente s TCS
Upotreba relejnog termistora prikladna je pri praćenju ili mjerenju procesa elektromagnetskog zračenja koji se javljaju na ultravisokim frekvencijama. To je osiguralo njihovu upotrebu u sustavima:
1. kontrola topline;
2. požarni alarm;
3. regulacija protoka rasutih medija i tekućina.
Silikonski termistori s malim TCR>0 koriste se u sustavima hlađenja i temperaturne stabilizacije tranzistora.
Termoelementi
Ovi poluvodiči rade na temelju Seebeckovog fenomena: kada se zalemljeno područje dvaju različitih metala zagrijava, emf se stvara na spoju zatvorenog kruga. Na taj način pretvaraju toplinsku energiju u električnu.
Struktura od dva takva elementa naziva se termopar. Njegova učinkovitost je unutar 7÷10%.
Termoelementi se koriste u mjeračima temperature digitalnih računalnih uređaja koji zahtijevaju minijaturne dimenzije i visoku točnost očitanja, a također i kao izvori struje male snage.
Poluvodički grijači i hladnjaci
Oni rade obrnutim korištenjem termoparova kroz koje prolazi električna struja. U ovom slučaju, na jednom mjestu spoja se zagrijava, a na suprotnom mjestu se hladi.
Poluvodički spojevi na bazi selena, bizmuta, antimona i telura omogućuju postizanje temperaturne razlike u termoelementu do 60 stupnjeva. To je omogućilo izradu dizajna rashladnih ormara izrađenih od poluvodiča s temperaturama u rashladnoj komori do -16 stupnjeva.
Čestice vodiča (molekule, atomi, ioni) koje ne sudjeluju u stvaranju struje su u toplinskom gibanju, a čestice koje tvore struju su istovremeno u toplinskom i usmjerenom gibanju pod utjecajem električnog polja. Zbog toga dolazi do brojnih sudara između čestica koje tvore struju i čestica koje ne sudjeluju u njenom stvaranju, pri čemu prve odaju dio energije koju nose od izvora struje do drugih. Što je više sudara, manja je brzina uređenog kretanja čestica koje tvore struju. Kao što se vidi iz formule I = enνS, smanjenje brzine dovodi do smanjenja struje. Naziva se skalarna veličina koja karakterizira svojstvo vodiča da smanjuje struju otpor vodiča. Iz formule Ohmovog zakona, otpor 
Ohm - otpor vodiča u kojem se dobiva struja jakosti 1 a s naponom na krajevima vodiča od 1 V.
Otpor vodiča ovisi o njegovoj duljini l, presjeku S i materijalu koji karakterizira otpornost 
Što je vodič duži, to je više sudara u jedinici vremena čestica koje tvore struju s česticama koje ne sudjeluju u njenom stvaranju, a samim time i otpor vodiča je veći. Manje poprečni presjek vodiča, to je gušći tok čestica koje tvore struju, te se češće sudaraju s česticama koje ne sudjeluju u njenom stvaranju, a samim time i otpor vodiča je veći.
Pod utjecajem električnog polja, čestice koje tvore struju se ubrzano kreću između sudara, povećavajući svoju kinetičku energiju zbog energije polja. Pri sudaru s česticama koje ne proizvode struju one im prenose dio svoje kinetička energija. Zbog toga se povećava unutarnja energija vodiča, što se izvana očituje u njegovom zagrijavanju. Promotrimo mijenja li se otpor vodiča kada se zagrijava.
Električni krug sadrži zavojnicu čelične žice (niz, sl. 81, a). Nakon što smo zatvorili krug, počinjemo zagrijavati žicu. Što ga više zagrijavamo, ampermetar pokazuje manju struju. Njegovo smanjenje nastaje jer kada se metali zagrijavaju, njihov otpor se povećava. Dakle, otpor dlake električne žarulje kada ne svijetli je približno 20 ohma, a kad gori (2900°C) - 260 ohma. Kada se metal zagrijava, povećava se toplinsko gibanje elektrona i brzina titranja iona u kristalnoj rešetki, zbog čega se povećava broj sudara elektrona koji tvore struju s ionima. To uzrokuje povećanje otpora vodiča *. U metalima su neslobodni elektroni vrlo čvrsto vezani za ione, pa se pri zagrijavanju metala broj slobodnih elektrona praktički ne mijenja.
* (Na temelju elektronska teorija, nemoguće je izvesti točan zakon za ovisnost otpora o temperaturi. Takav zakon utvrđuje kvantna teorija, u kojoj se elektron smatra česticom s valnim svojstvima, a kretanje elektrona vodljivosti kroz metal smatra se procesom širenja elektronskih valova, čija je duljina određena de Broglie relacija.)
Pokusi pokazuju da kada temperatura vodiča od razne tvari Za isti broj stupnjeva njihov se otpor različito mijenja. Na primjer, ako je bakreni vodič imao otpor 1 ohm, zatim nakon zagrijavanja do 1°S imat će otpor 1,004 ohma, i volfram - 1,005 ohma. Da bi se opisala ovisnost otpora vodiča o njegovoj temperaturi, uvedena je veličina koja se naziva temperaturni koeficijent otpora. Skalarna veličina mjerena promjenom otpora vodiča u 1 ohmu, uzeta na 0° C, iz promjene njegove temperature za 1° C, naziva se temperaturni koeficijent otpora α. Dakle, za volfram ovaj koeficijent je jednak 0,005 stupnjeva -1, za bakar - 0,004 stupnjeva -1. Temperaturni koeficijent otpora ovisi o temperaturi. Za metale se malo mijenja s temperaturom. Za mali temperaturni raspon, smatra se konstantnom za određeni materijal.
Izvedimo formulu koja izračunava otpor vodiča uzimajući u obzir njegovu temperaturu. Pretpostavimo da R0- otpor vodiča pri 0°C, kada se zagrije na 1°S povećat će se za αR 0, a kada se zagrije na t°- uključeno αRt° i postaje R = R 0 + αR 0 t°, ili
Ovisnost otpora metala o temperaturi uzima se u obzir, na primjer, pri izradi spirala za električne grijače i svjetiljke: duljina spiralne žice i dopuštena struja izračunavaju se iz njihovog otpora u zagrijanom stanju. Ovisnost otpora metala o temperaturi koristi se u termometrima otpora, koji se koriste za mjerenje temperature toplinskih strojeva, plinskih turbina, metala u visokim pećima itd. Ovaj se termometar sastoji od tanke spirale od platine (nikl, željezo) namotane. na porculanskom okviru i smještena u zaštitnu kutiju. Njegovi su krajevi spojeni u električni krug s ampermetrom, čija je skala graduirana u stupnjevima temperature. Kada se svitak zagrije, struja u krugu se smanjuje, što uzrokuje pomicanje igle ampermetra, što pokazuje temperaturu.
Naziva se recipročna vrijednost otpora zadane dionice ili kruga električna vodljivost vodiča(električna provodljivost). Električna vodljivost vodiča Što je vodljivost vodiča veća, to je njegov otpor manji i bolje provodi struju. Naziv jedinice električne vodljivosti 
Otpor vodljivosti vodiča 1 ohm nazvao Siemens.
Kako se temperatura smanjuje, otpor metala se smanjuje. Ali postoje metali i legure čiji otpor, na niskim temperaturama specifičnim za svaki metal i leguru, naglo opada i postaje nestajajuće malen - gotovo jednaka nuli(Slika 81, b). Dolazak supravodljivost- vodič praktički nema otpora, a jednom pobuđena struja u njemu postoji dugo vremena, dok je vodič na supravodljivoj temperaturi (u jednom od pokusa struja je promatrana više od godinu dana). Pri prolasku gustoće struje kroz supravodič 1200 a/mm2 nije uočeno oslobađanje topline. Jednovalentni metali, koji su najbolji vodiči struje, ne prelaze u supravodljivo stanje sve do ekstremno niskih temperatura na kojima su eksperimenti izvedeni. Na primjer, u ovim pokusima bakar je ohlađen na 0,0156°K, zlato - do 0,0204° K. Kad bi bilo moguće dobiti legure sa supravodljivošću pri normalne temperature, onda bi to bilo od velike važnosti za elektrotehniku.
Prema suvremenim konceptima, glavni razlog supravodljivosti je stvaranje vezanih elektronskih parova. Na temperaturi supravodljivosti počinju djelovati sile izmjene između slobodnih elektrona, uzrokujući da elektroni formiraju vezane elektronske parove. Takav elektronski plin vezanih elektronskih parova ima drugačija svojstva od običnog elektronskog plina – giba se u supravodiču bez trenja o čvorove kristalne rešetke.
Ovisnost otpora o temperaturi
Otpor R homogenog vodiča stalnog presjeka ovisi o svojstvima materijala vodiča, njegovoj duljini i presjeku na sljedeći način:
gdje je ρ - otpornost provodne tvari, L je duljina vodiča, i S- poprečni presjek područja. Recipročna vrijednost otpora naziva se vodljivost. Ova je veličina povezana s temperaturom Nernst-Einsteinovom formulom:
Stoga je otpor vodiča povezan s temperaturom na sljedeći način:
Otpor također može ovisiti o parametrima i, budući da presjek i duljina vodiča također ovise o temperaturi.
Zaklada Wikimedia. 2010.
Pogledajte što je "Ovisnost otpora o temperaturi" u drugim rječnicima:
Uvjetna grafička oznaka Otporni termometar Otporni termometar je elektronički uređaj dizajniran za mjerenje temperature i temelji se na ovisnosti o električnom otporu ... Wikipedia
otporni termometar- Termometar čiji se princip rada temelji na ovisnosti električnog otpora materijala osjetljivog elementa termometra o temperaturi. [RD 01.120.00 KTN 228 06] Otporni termometar za vozila je u pravilu termometar... ... Vodič za tehničke prevoditelje
GOST 6651-2009: Državni sustav za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Otporni toplinski pretvarači od platine, bakra i nikla. Opći tehnički zahtjevi i metode ispitivanja- Terminologija GOST 6651 2009: Državni sustav osiguranje jednolikosti mjerenja. Otporni toplinski pretvarači od platine, bakra i nikla. Opći tehnički zahtjevi i metode ispitivanja izvorni dokument: 3.18 vrijeme toplinske reakcije ...
GOST R 8.625-2006: Državni sustav za osiguranje jedinstvenosti mjerenja. Otporni termometri od platine, bakra i nikla. Opći tehnički zahtjevi i metode ispitivanja- Terminologija GOST R 8.625 2006: Državni sustav za osiguranje jedinstvenosti mjerenja. Otporni termometri od platine, bakra i nikla. Opći tehnički zahtjevi i metode ispitivanja izvorni dokument: 3.18 vrijeme toplinske reakcije: vrijeme ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
Vrijednost jednaka relativnoj promjeni električnog otpora dijela električnog kruga ili otpora tvari kada se temperatura promijeni za jedan. Temperaturni koeficijent otpora karakterizira ovisnost... ... Wikipedia
Fenomen koji je otkrio P. L. Kapitsa (1941.) u supertekućem tekućem heliju je onaj kada se toplina prenosi s krutine. tijelo na tekući helij, razlika u temperaturi p DT nastaje na granici. Kasnije je utvrđeno da je K. s. t. opće tjelesno... ... Fizička enciklopedija
raspon mjerenja otpornog termalnog pretvarača- 3.7 raspon mjerenja otpornog toplinskog pretvarača: temperaturni raspon u kojem se ovisnost otpora otpornog toplinskog pretvarača o temperaturi, normalizirana u skladu s ovom normom, provodi unutar granica ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
senzor termometra otpora- 3.2 osjetljivi element otpornog termometra; SE: otpornik izrađen od metalna žica ili folije s vodovima za pričvršćivanje spojnih žica, s poznatom ovisnošću električnog otpora o temperaturi i... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
osjetljivi element otpornog termalnog pretvarača- 3.2 osjetljivi element otpornog toplinskog pretvarača; SE: Otpornik izrađen od metalne žice ili filma s izvodima za spajanje spojnih žica, s poznatom ovisnošću električnog otpora o... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
mjerno područje termometra otpora- 3.7 raspon mjerenja otpornog termometra: temperaturni raspon u kojem se ovisnost otpora vozila o temperaturi, normalizirana u skladu s ovom normom, provodi unutar odgovarajuće klase tolerancije. Izvor… Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
knjige
- Fizika: kvantna fizika. Laboratorijska radionica. Udžbenik za primijenjeni prvostupnički studij, Gorlach V.V. Kategorija: Didaktički materijali, radionice Serija: Bachelor. Primijenjeni tečaj Izdavač: Yurayt,
- Fizika: kvantna fizika. Laboratorijska radionica 2. izd., rev. i dodatni Udžbenik za primijenjeni prvostupnički studij, Viktor Vasiljevič Gorlač, V udžbenik predstavili laboratorijski radovi na teme: mjerenje temperature metodom spektralnog omjera, određivanje Stefan Boltzmannove konstante, vanjski fotoelektrični efekt, spektar... Kategorija: Obrazovna literatura Serija: Bachelor. Primijenjeni tečaj Izdavač: