Postoje različiti uvjeti pod kojima nosači naboja prolaze kroz određene materijale. A na punjenje električne struje izravno utječe otpor, koji ovisi o okolini. Čimbenici koji mijenjaju protok električne struje uključuju temperaturu. U ovom ćemo članku razmotriti ovisnost otpora vodiča o temperaturi.
metali
Kako temperatura utječe na metale? Da biste saznali ovu ovisnost, proveden je eksperiment: akumulator, ampermetar, žica i baklja spojeni su pomoću žica. Tada trebate izmjeriti struju u krugu. Nakon obavljenih očitanja, morate dovesti plamenik na žicu i zagrijati ga. Kada se žica zagrijava, vidi se da se otpor povećava, a vodljivost metala smanjuje.
- Metalna žica
- baterija
- ampermetar
Formula je naznačena i opravdana:
Iz ovih formula proizlazi da je R vodiča određen formulom:
Primjer ovisnosti otpornosti metala o temperaturi naveden je u videu:
Također je potrebno obratiti pažnju na takvo svojstvo kao što je supravodljivost. Ako su uvjeti u okruženju normalni, vodiči smanjuju svoj otpor kada se ohlade. Grafikon u nastavku prikazuje kako ovise temperatura i otpornost žive.
Superprovodnost je pojava koja se događa kada materijal dosegne kritičnu temperaturu (Kelvin bliži nuli), pri čemu se otpor oštro smanjuje na nulu.
plin
Plinovi igraju ulogu dielektrika i ne mogu voditi električnu struju. A da bi se formirao, potrebni su nosači naboja. Ioni djeluju u svojoj ulozi, a nastaju zbog utjecaja vanjskih čimbenika.
Zavisnost se može smatrati primjerom. Za eksperiment se koristi isti dizajn kao u prethodnom eksperimentu, samo su vodiči zamijenjeni metalnim pločama. Između njih trebao bi biti mali razmak. Ampermetar bi trebao ukazivati \u200b\u200bna nedostatak struje. Pri postavljanju plamenika između ploča uređaj će naznačiti struju koja prolazi kroz plinski medij.
Ispod je grafikon strujno-naponskog svojstva plinskog pražnjenja, na kojem se vidi da porast ionizacije u početnoj fazi raste, tada ovisnost struje o naponu ostaje nepromijenjena (to jest, kada napon raste, struja ostaje ista) i oštar porast struje, što dovodi do propadanja dielektričnog sloja ,
Razmotrimo vodljivost plinova u praksi. Prolazak električne struje u plinovima koristi se u fluorescentnim svjetiljkama i svjetiljkama. U ovom slučaju, katoda i anoda, dvije elektrode se stavljaju u tikvicu, u kojoj se nalazi inertni plin. Kako ta pojava ovisi o plinu? Kad se lampica upali, dva filamenta se zagrijavaju i stvara se termička emisija. Unutar je žarulja obložena fosforom koji emitira svjetlost koju vidimo. Kako živa ovisi o fosforu? Pare žive, kada se bombardiraju elektronima, tvore infracrveno zračenje koje zauzvrat emitira svjetlost.
Ako se između katode i anode primijeni napon, dolazi do plinske vodljivosti.
tekućine
Strujni provodnici u tekućinama su anioni i kationi koji se kreću zbog vanjskog električnog polja. Elektroni osiguravaju zanemarivu vodljivost. Razmotrite ovisnost otpornosti na temperaturu u tekućinama.
- elektrolita
- baterija
- ampermetar
Ovisnost utjecaja elektrolita na grijanje propisana je formulom:
Gdje je a koeficijent negativne temperature.
Kako R ovisi o grijanju (t) prikazan je na grafikonu u nastavku:
Taj odnos treba uzeti u obzir pri punjenju baterija i baterija.
poluvodiči
I kako otpor ovisi o zagrijavanju u poluvodičima? Prvo, razgovarajmo o termistorima. To su uređaji koji pod utjecajem topline mijenjaju svoj električni otpor. Ovaj poluvodič ima temperaturni koeficijent otpora (TCS) za veličine veće od metala. I pozitivni i negativni vodiči, oni imaju određene karakteristike.
Gdje: 1 - to je TCS manji od nule; 2 - TCS je veći od nule.
Da bi provodnici poput termistora započeli s radom, uzmite bilo koju točku I-V karakteristike kao osnovu:
- ako je temperatura elementa manja od nule, tada se takvi vodiči koriste kao relej;
- za kontrolu promjenjive struje, kao i temperaturu i napon koristite linearni presjek.
Termistori se koriste prilikom provjere i mjerenja elektromagnetskog zračenja, koje se izvodi na ultra visokim frekvencijama. Zbog toga se ovi vodiči koriste u sustavima kao što su požarni alarmi, provjera topline i kontrola uporabe rasutih medija i tekućina. Oni termistori u kojima je TCS manji od nule koriste se u rashladnim sustavima.
Sad o termoelementima. Kako Seebeckov fenomen utječe na termoparove? Zavisnost je da takvi vodiči djeluju na temelju ove pojave. Kada se temperatura spajanja povećava zagrijavanjem, na mjestu spajanja zatvorenog kruga pojavljuje se EMF. Tako se očituje njihova ovisnost i toplinska energija se pretvara u električnu energiju. Da biste u potpunosti razumjeli postupak, preporučujem vam da proučite naše upute o
Otpornost, a time i otpornost metala, ovisi o temperaturi, koja raste s rastom. Temperaturna ovisnost otpora vodiča objašnjava se činjenicom da
- intenzitet raspršivanja (broj sudara) nosača naboja raste s porastom temperature;
- koncentracija im se mijenja kada se dirigent zagrijava.
Iskustvo pokazuje da su pri ne previsokim i ne preniskim temperaturama ovisnosti otpora i otpora vodiča o temperaturi izražene formulama:
\\ (~ \\ rho_t \u003d \\ rho_0 (1 + \\ alfa t), \\) \\ (~ R_t \u003d R_0 (1 + \\ alfa t), \\)
gdje ρ 0 , ρ t su otpornosti tvari u vodiču, pri 0 ° C i t ° C; R 0 , R t je otpor vodiča pri 0 ° C i t ° C α - temperaturni koeficijent otpora: izmjeren u SI u Kelvinu do minus prvog stupnja (K -1). Za metalne vodiče, ove se formule primjenjuju počevši od temperature od 140 K i više.
Temperaturni koeficijent otpornost tvari karakterizira ovisnost promjene otpornosti na zagrijavanje o vrsti tvari. Brojčano je jednaka relativnoj promjeni otpora (otpora) vodiča kada se zagrijava za 1 K.
\\ (~ \\ mathcal h \\ alpha \\ mathcal i \u003d \\ frac (1 \\ cdot \\ Delta \\ rho) (\\ rho \\ Delta T), \\)
gdje je \\ (~ \\ mathcal h \\ alfa \\ mathcal i \\) prosječna vrijednost koeficijenta temperature otpora u intervalu Δ Τ .
Za sve metalne vodiče α \u003e 0 i lagano se mijenja s temperaturom. Čisti metali α \u003d 1/273 K -1. U metalima je koncentracija nosača slobodnog naboja (elektrona) n \u003d const i povećanje ρ nastaje zbog povećanja intenziteta raspršenja slobodnih elektrona na ionima kristalne rešetke.
Za elektrolitne otopine α < 0, например, для 10%-ного раствора поваренной соли α \u003d -0,02 K -1. Otpor elektrolita opada s porastom temperature, budući da porast broja slobodnih iona uslijed disocijacije molekula prelazi rast raspršivanja iona u sudarima s molekulama otapala.
Formule ovisnosti ρ i R temperatura za elektrolite slična je gornjim formulama za metalne vodiče. Treba napomenuti da je ta linearna ovisnost sačuvana samo u malom temperaturnom rasponu, u kojem α \u003d const. U velikim intervalima temperaturnih promjena, temperaturna ovisnost otpora elektrolita postaje nelinearna.
Grafički, temperaturna ovisnost otpora metalnih vodiča i elektrolita prikazana je na slikama 1, a, b.
Pri vrlo niskim temperaturama, blizu apsolutne nule (-273 ° C), otpor mnogih metala naglo pada na nulu. Ta pojava se naziva superprovodljivost, Metal prelazi u supravodljivo stanje.
U termometrima otpornosti koristi se ovisnost otpornosti metala o temperaturi. Obično se platinasta žica uzima kao termometrijsko tijelo takvog termometra, čija je ovisnost o otpornosti na temperaturu dovoljno proučena.
Promjene temperature ocjenjuju se promjenom otpora žice koja se može mjeriti. Takvi termometri omogućuju mjerenje vrlo niskih i vrlo visokih temperatura kada uobičajeni tekući termometri nisu prikladni.
književnost
Aksenovich L. A. Fizika u srednjoj školi: teorija. Zadaci. Testovi: udžbenik. dodatak za institucije koje pružaju općenito. okruženja, obrazovanje / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed., K. S. Farino. - Mn: Adukatsy I vykhavanne, 2004. - C. 256-257.
U svojim praktičnim aktivnostima svaki električar susreće se s različitim uvjetima za prolazak nosača naboja u metalima, poluvodičima, plinovima i tekućinama. Na trenutnu vrijednost utječe električni otpor koji na različite načine varira pod utjecajem okoline.
Jedan od tih čimbenika je utjecaj temperature. Budući da značajno mijenja trenutne uvjete protoka, dizajneri ih uzimaju u obzir u proizvodnji električne opreme. Električno osoblje koje je uključeno u održavanje i rad električnih instalacija dužno je pravilno koristiti ove značajke u praktičnom radu.
Utjecaj temperature na električni otpor metala
Na školskom tečaju fizike predlaže se provesti takav eksperiment: uzeti ampermetar, bateriju, komad žice, spojne žice i baklju. Umjesto ampermetra s baterijom, možete spojiti ohmmetar ili koristiti njegov način rada u multimetru.
Sada donosimo plamen baklje na žicu i počnemo je grijati. Ako pogledate ampermetar, vidjet ćete da će se strelica pomaknuti ulijevo i doći će do položaja označenog crvenom bojom.
Rezultat pokusa pokazuje da kada se metali zagrijavaju, njihova se vodljivost smanjuje, a otpor povećava.
Matematičko opravdanje za ovaj fenomen 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 još nekoliko parametara.
Kako grijanje metala u praksi ograničava električnu struju
Žarulje sa žarnom niti
Svakog dana, kada je osvjetljenje uključeno, susrećemo manifestaciju ovog svojstva u žaruljama sa žarnom niti. Uzmimo jednostavna mjerenja na žarulji snage 60 vata.
Najjednostavnijim ohmmetrom, napajanim niskonaponskim 4,5 V baterijom, mjerimo otpor između kontakata baze i vidimo vrijednost 59 Ohma. Ova vrijednost ima nit u hladnom stanju.
Uvrtamo žarulju u uložak i povežemo napon kućne mreže od 220 volti putem ampermetra. Strelica ampermetra pokazat će 0,273 ampera. Određivanjem otpora navoja u zagrijanom stanju. Bit će 896 ohma i premašit će prethodno očitanje ohmmetra za 15,2 puta.
Takav višak štiti metalni dio sjaja od izgaranja i uništavanja, osiguravajući mu dugotrajno djelovanje pod naponom.
Uključivanje prolaznih
Tijekom rada sa žarnom niti, na njemu se stvara toplinska ravnoteža između zagrijavanja prolazeće električne struje i oduzimanja dijela topline u okoliš. Ali, u početnoj fazi uključivanja, kada se primjenjuje napon, javljaju se prolazni stvarajući probijačku struju, što može dovesti do izgaranja niti.
Do prijelaznih pojava dolazi u kratkom vremenu i uzrokovano je činjenicom da brzina porasta električnog otpora od zagrijavanja metala ne ide u korak s porastom struje. Nakon njihovog završetka postavlja se način rada.
Tijekom dugog sjaja svjetiljke, debljina žarulje postupno dostiže kritično stanje, što dovodi do izgaranja. Najčešće se ovaj trenutak događa kada slijedeće novo uključivanje.
Da biste produžili vijek trajanja svjetiljke na različite načine, smanjite ovaj tlak struje koristeći:
1. uređaji koji omogućuju nesmetano napajanje i uklanjanje napona;
2. Sheme serijskog povezivanja otpornika, poluvodiča ili termistora (termistora) na žarulju.
Primjer jednog od načina ograničavanja struje pritiska za automobilska svjetla prikazan je na donjoj slici.
Ovdje se struja dovodi do sijalice nakon uključivanja prekidača SA preko osigurača FU i ograničena je otpornikom R, u kojem je vrijednost odabrana tako da strujni napon tijekom prijelaznih vrijednosti ne prelazi nazivnu vrijednost.
Kada se žarulja zagrijava, otpor se povećava, što dovodi do povećanja razlike potencijala na njezinim kontaktima i paralelno spojene relejske zavojnice KL1. Kad napon dosegne vrijednost zadane vrijednosti releja, normalno otvoreni kontakt KL1 se zatvara i aktivira otpornik. Kroz žarulju će početi teći radna struja već uspostavljenog načina rada.
U radu mjernih instrumenata koristi se utjecaj temperature metala na njegov električni otpor. Pozvani su.
Njihov osjetljivi element izrađen je od tanke metalne žice, čiji se otpor pažljivo mjeri na određenim temperaturama. Navoj se postavlja u kućište stabilnih toplinskih svojstava i zatvara se zaštitnim poklopcem. Stvoreni dizajn je smješten u okruženju čija se temperatura mora stalno pratiti.
Žice električnog kruga povezane su sa zaključcima osjetljivog elementa, koji povezuje krug mjerenja otpora. Njegova se vrijednost pretvara u temperaturne vrijednosti na temelju prethodno kalibriranog instrumenta.
Baretter - stabilizator struje
Ovo je naziv uređaja koji se sastoji od stakleno zatvorene posude s plinovitim vodikom i spiralne metalne žice izrađene od željeza, volframa ili platine. Ovaj dizajn po izgledu podsjeća na žarulju sa žarnom niti, ali ima specifičnu nelinearnu karakteristiku u voltačnima.
Na CVC-u u određenom rasponu formira se radna zona koja ne ovisi o oscilacijama napona koji se aplicira na tijelo. U ovom području, barter dobro nadoknađuje pulsiranje snage i djeluje kao stabilizator struje na opterećenje koje je serijski povezano s njim.
Djelovanje bartera temelji se na svojstvu toplinske inercije vlaknastog tijela, što je osigurano malim presjekom niti i velikom toplinskom vodljivošću okolnog vodika. Zbog toga, kada se napon na uređaju smanjuje, uklanja se toplina iz njegove niti.
To je glavna razlika između svjetiljki za grijanje i žarulje sa žarnom niti, u kojima, kako bi održali sjaj sjaja, nastoje smanjiti konvektivni gubitak topline od niti.
superprovodljivost
U normalnim uvjetima okoliša, kada se metalni vodič prohladi, njegov se električni otpor smanjuje.
Nakon postizanja kritične temperature blizu nula stupnjeva prema Kelvinom mjernom sustavu, dolazi do naglog pada otpornosti na nulu. Prava slika prikazuje takav odnos prema živoj.
Ovaj fenomen, koji se naziva superprovodljivost, smatra se obećavajućim područjem za istraživanje s ciljem stvaranja materijala koji mogu značajno smanjiti gubitak električne energije tijekom prijenosa na velike udaljenosti.
Međutim, tekuće studije superprovodljivosti otkrile su brojne obrasce kada drugi čimbenici utječu na električni otpor metala u području kritičnih temperatura. Konkretno, s prolaskom izmjenične struje s povećanjem učestalosti njegovih oscilacija nastaje otpor, čija vrijednost doseže raspon uobičajenih vrijednosti za harmonike s razdobljem svjetlosnih valova.
Utjecaj temperature na električni otpor / plinsku vodljivost
Plinovi i obični zrak su dielektričari i ne provode električnu struju. Za njegovo formiranje potrebni su nosači naboja, koji su ioni nastali kao rezultat vanjskih čimbenika.
Zagrijavanje može uzrokovati ionizaciju i kretanje iona iz jednog pola medija u drugi. To možete provjeriti na primjeru jednostavnog iskustva. Uzimamo istu opremu koja je korištena za određivanje utjecaja zagrijavanja na otpor metalnog vodiča, ali umjesto žice, na žice povezujemo dvije metalne ploče, odvojene zračnim prostorom.
Ampermetar spojen na krug ukazivat će na nedostatak struje. Ako je plamen plamenika postavljen između ploča, tada strelica uređaja odstupa od nulte vrijednosti i pokazuje veličinu struje koja prolazi kroz plinski medij.
Tako je utvrđeno da ionizacija dolazi u plinovima tijekom zagrijavanja, što dovodi do kretanja električno nabijenih čestica i smanjenja otpornosti medija.
Na trenutnu vrijednost utječe snaga vanjskog primijenjenog izvora napona i razlika potencijala između njegovih kontakata. Može se probiti kroz izolacijski sloj plinova pri visokim vrijednostima. Karakteristična manifestacija takvog slučaja u prirodi je prirodno pražnjenje munje tijekom grmljavinske oluje.
Približni oblik struje napona karakterističnog za struju u plinovima prikazan je na grafu.
U početnoj fazi, pod utjecajem temperature i razlike potencijala, uočava se porast ionizacije i prolazak struje otprilike prema linearnom zakonu. Tada krivulja stječe vodoravni smjer kada porast napona ne uzrokuje porast struje.
Treća faza raspada nastaje kada velika energija primijenjenog polja ubrzava ione tako da se oni počinju sudarati s neutralnim molekulama, masovno formirajući od njih nove nosače naboja. Kao rezultat toga, struja se naglo povećava, formirajući sloj dielektričnog sloja.
Praktična uporaba vodljivosti plina
Fenomen struje koja teče kroz plinove koristi se u elektronskim cijevima i fluorescentnim žaruljama.
Za to se postavljaju dvije elektrode unutar zatvorenog staklenog cilindra s inertnim plinom:
1. anoda;
2. katoda.
U fluorescentnoj svjetiljci izrađuju se u obliku niti, koje se pri uključivanju zagrijavaju kako bi se stvorila termička emisija. Unutarnja površina tikvice prekrivena je slojem fosfora. Emitira vidljivi spektar svjetla stvorenog infracrvenim zračenjem koje proizlazi iz pare žive koju bombardira struja elektrona.
Struja pražnjenja plina nastaje kada se primjenjuje određeni napon između elektroda koje se nalaze na različitim krajevima žarulje.
Kada jedno od žarnih niti gori, na ovoj elektrodi će se poremetiti elektronska emisija i lampica neće goreti. Međutim, ako povećate potencijalnu razliku između katode i anode, ponovno će se pojaviti ispuštanje plina unutar žarulje i fosforni sjaj će se nastaviti.
To omogućava upotrebu LED žarulja sa slomljenim vlaknima i produžuje njihov radni vijek. Treba imati samo na umu da je u ovom slučaju potrebno nekoliko puta povisiti napon na njemu, a to značajno povećava potrošnju električne energije i rizik sigurne uporabe.
Učinak temperature na električni otpor tekućina
Prolazak struje u tekućinama nastaje uglavnom zahvaljujući kretanju kationa i aniona pod djelovanjem vanjskog električnog polja. Samo neznatan dio vodljivosti osiguravaju elektroni.
Učinak temperature na električni otpor tekućeg elektrolita opisan je formulom prikazanom na slici. Budući da je temperaturni koeficijent α uvijek negativan u njemu, vodljivost se povećava s porastom zagrijavanja, a otpor se smanjuje kao što je prikazano na grafu.
Taj se fenomen mora uzeti u obzir prilikom punjenja tekućih automobilskih (i ne samo) punjivih baterija.
Utjecaj temperature na električni otpor poluvodiča
Promjena svojstava poluvodičkih materijala pod utjecajem temperature omogućila ih je korištenja kao:
toplinski otpori;
termoparovi;
hladnjaci;
grijači.
Termistori
Ovaj naziv označava poluvodičke uređaje koji pod utjecajem topline mijenjaju svoj električni otpor. Oni su puno veći od metala.
Vrijednost TCS u poluvodičima može imati pozitivnu ili negativnu vrijednost. Prema ovom parametru dijele se na pozitivne termistore "RTS" i negativne "NTC". Imaju različite karakteristike.
Da bi termistor radio, odaberite jednu od točaka na karakteristici napona struje:
linearni presjek koristi se za kontrolu temperature ili nadoknađivanje promjene struje ili napona;
silazna grana strujno-naponskog svojstva elemenata s TCS
Upotreba relejnog termistora prikladna je za nadgledanje ili mjerenje procesa elektromagnetskog zračenja koji se događaju na mikrovalnim frekvencijama. Time je osigurana njihova upotreba u sustavima:
1. kontrola topline;
2. požarni alarm;
3. Regulacija protoka sirovina i tekućina.
Silikonski termistori s malim TCS\u003e 0 koriste se u sustavima hlađenja tranzistora i temperature.
termoparova
Ovi poluvodiči djeluju na temelju Seebeckove pojave: kada se grijano mjesto od dva različita metala zagrijava, na mjestu spajanja zatvorenog kruga pojavljuje se EMF. Na taj način pretvaraju toplinsku energiju u električnu energiju.
Struktura dva takva elementa naziva se termoelement. Učinkovitost mu je unutar 7 ÷ 10%.
Termoparovi se koriste u mjeračima temperature digitalnih računalnih uređaja koji zahtijevaju minijaturne dimenzije i visoku točnost očitanja, kao i izvore struje male snage.
Poluvodički grijači i hladnjaci
Djeluju tako što ponovo koriste termoelemente kroz koje prolazi električna struja. Štoviše, na jednom mjestu spoja on se zagrijava, a na suprotnom mjestu hladi.
Poluvodički spojevi temeljeni na selenu, bizmutu, antimonu, teluru mogu osigurati temperaturnu razliku u termoelementu do 60 stupnjeva. To je omogućilo stvaranje poluvodičkog dizajna hladnjaka s temperaturom u rashladnoj komori od -16 stupnjeva.
Čestice vodiča (molekule, atomi, ioni) koje nisu uključene u stvaranje struje nalaze se u toplinskom gibanju, a čestice koje tvore struju istovremeno su u toplinskim i usmjerenim pokretima pod utjecajem električnog polja. Zbog toga dolazi do brojnih sudara između čestica koje formiraju struju i čestica koje nisu uključene u njegovo stvaranje, pri čemu prve daju dio energije strujnog izvora koji ih prenosi na potonji. Što je više sudara, to je manja brzina uređenog kretanja čestica koje tvore struju. Kao što se vidi iz formule I \u003d enνS, smanjenje brzine dovodi do smanjenja jakosti struje. Naziva se skalarna količina koja karakterizira svojstvo vodiča da smanjuje strujnu snagu otpor vodiča. Iz Ohmove zakonske formule, otpor 
Ohm je otpor vodiča u kojem se dobiva struja sa silom 1 a na napon na krajevima vodiča 1 in.
Otpor vodiča ovisi o njegovoj duljini l, presjeku S i materijalu kojeg odlikuje otpornost 
Što je vodič duži, to su češće sudara čestica koje stvaraju struju s česticama koje ne sudjeluju u njegovom stvaranju, a time je i veći otpor vodiča. Što je manji presjek vodiča, gušći je protok čestica koje tvore struju i češće se sudaraju s česticama koje ne sudjeluju u njegovom stvaranju, a samim tim je i veći otpor vodiča.
Pod utjecajem električnog polja, čestice koje formiraju struju između sudara ubrzano se kreću, povećavajući svoju kinetičku energiju zahvaljujući energiji polja. U sudaru s česticama koje ne tvore struju, na njih prenose dio svoje kinetičke energije. Kao rezultat toga, povećava se unutarnja energija vodiča, što se izvana očituje u njegovom zagrijavanju. Razmislite mijenja li se otpor vodiča pri zagrijavanju.
U električnom krugu nalazi se zavojnica čelične žice (niz, sl. 81, a). Zatvarajući lanac, počinjemo zagrijavati žicu. Što više zagrijavamo, niži ampermetar pokazuje trenutnu snagu. Njegovo smanjenje nastaje zbog činjenice da kada se metali zagrijavaju, njihova otpornost se povećava. Dakle, otpor dlake žarulje kada nije upaljen je približno 20 ohmdok gori (2900 ° S) - 260 ohma, Pri zagrijavanju metala povećava se toplinsko gibanje elektrona i brzina oscilacije iona u kristalnoj rešetki, što rezultira povećanjem broja sudara elektrona koji tvore struju s ionima. To uzrokuje porast otpora vodiča *. U metalima su neslobodni elektroni jako povezani s ionima, stoga, kada se metali zagrijavaju, broj slobodnih elektrona ostaje gotovo nepromijenjen.
* (Na temelju elektroničke teorije nemoguće je zaključiti točan zakon ovisnosti otpora o temperaturi. Takav je zakon utemeljen kvantnom teorijom, u kojoj se elektron smatra česticom s valnim svojstvima, a gibanje elektrona za provođenje kroz metal smatra se procesom širenja elektronskih valova, čija je duljina određena odnosom de Broglie.)
Eksperimenti pokazuju da kada se temperatura vodiča iz različitih tvari promijeni za isti broj stupnjeva, njihov otpor se nejednako mijenja. Na primjer, ako je bakarni vodič imao otpor 1 ohmzatim nakon zagrijavanja do 1 ° C on će imati otpor 1.004 ohmi volfram - 1.005 ohm Za karakterizaciju ovisnosti otpora vodiča o njegovoj temperaturi uvodi se vrijednost koja se naziva temperaturni koeficijent otpora. Skalarna vrijednost, mjerena promjenom otpora vodiča od 1 ohma uzeta na 0 ° C, od promjene njegove temperature za 1 ° C, naziva se temperaturnim koeficijentom otpora α, Dakle, za volfram je taj koeficijent 0,005 deg -1, za bakar - 0,004 deg -1. Temperaturni koeficijent otpora ovisi o temperaturi. Za metale se s temperaturom malo mijenja. S malim temperaturnim rasponom, smatra se konstantnim za određeni materijal.
Izvodimo formulu po kojoj se izračuna otpor vodiča uzimajući u obzir njegovu temperaturu. Pretpostavimo to R 0 - otpor vodiča kada 0 ° Ckada se zagrijava na 1 ° C povećavat će se za αR 0, i kada se zagrijava na t ° - na αRt ° i postaje R \u003d R 0 + αR 0 t °, ili
Ovisnost otpornosti metala na temperaturu uzima se u obzir, na primjer, u proizvodnji spirala za električne grijalice, svjetiljke: duljina spiralne žice i dopuštena jakost struje izračunavaju se iz njihovog otpora u zagrijanom stanju. Ovisnost otpornosti metala o temperaturi koristi se u termometrima za otpornost, koji se koriste za mjerenje temperature toplinskih motora, plinskih turbina, metala u visokim pećima itd. Ovaj se termometar sastoji od tanke spiralne namota platine (nikla, željeza) na porculanskom okviru i postavlja u zaštitni kovčeg. Njegovi su krajevi povezani s električnim krugom s ampermetrom, čija se skala kalibrira u stupnjevima temperature. Kada se spirala zagrijava, struja u krugu se smanjuje, to uzrokuje pomicanje ampermetra, što pokazuje temperaturu.
Zove se recipročni otpor određenog presjeka, kruga električna vodljivost provodnika (električna vodljivost). Provodljivost Što je veća provodljivost vodiča, niži je njegov otpor i bolji je da provodi struju. Naziv jedinice vodljivosti 
Otpor vodiča 1 ohm to se zove siemens.
S padom temperature smanjuje se otpornost metala. Ali postoje metali i legure, čiji otpor, pri niskoj temperaturi određenoj za svaki metal i leguru, naglo opada i postaje nestašno mali - praktički jednak nuli (Sl. 81, b). Dolazi superprovodljivost - provodnik praktički nema otpor i jednom kada struja pobuđena u njemu postoji dulje vrijeme dok je provodnik na temperaturi supravodnjeg provođenja (u jednom od pokusa struja je promatrana više od godinu dana). Pri prolasku kroz gustoću supravodičnog struje 1200 a / mm 2 nije primijećeno oslobađanje topline. Monovalentni metali, koji su najbolji strujni provodnici, ne prelaze u supravodljivo stanje sve do ekstremno niskih temperatura na kojima su izvedeni eksperimenti. Na primjer, u tim se pokusima bakar hladi 0,0156 ° K, zlato - gore 0,0204 ° K. Ako bi bilo moguće dobiti legure s superprevodljivošću na običnim temperaturama, to bi bilo od velike važnosti za elektrotehniku.
Prema modernim konceptima, glavni razlog superprovodljivosti je formiranje parova elektrona. Pri temperaturi supravodljivosti, razmjenske sile počinju djelovati između slobodnih elektrona, zbog čega elektroni tvore vezane parove elektrona. Takav plin elektrona iz spojenih parova elektrona ima drugačija svojstva od običnog elektronskog plina - on se kreće u supravodiču bez trenja o čvorovima kristalne rešetke.
Temperaturna ovisnost otpora
Otpor R homogenog vodiča konstantnog presjeka ovisi o svojstvima tvari vodiča, njegovoj duljini i presjeku kako slijedi:
gdje je ρ - otpor vodičke tvari L je duljina vodiča i S - površina presjeka. Povratnost otpora naziva se vodljivost. Ova vrijednost povezana je s temperaturom prema Nernst-Einstein formuli:
Prema tome, otpor vodiča je povezan s temperaturom sljedećim odnosom:
Otpor također može ovisiti o parametrima i, budući da presjek i duljina vodiča ovise i o temperaturi.
Zaklada Wikimedia. 2010.
Pogledajte što znači "temperaturna ovisnost otpora" u drugim rječnicima:
Konvencionalna grafička oznaka termometra otpora Termometar za otpornost je elektronički uređaj dizajniran za mjerenje temperature i na temelju ovisnosti o električnom otporu ... Wikipedia
termometar otpora - Termometar, čije se načelo temelji na upotrebi temperaturne ovisnosti električnog otpora materijala osjetljivog elementa termometra. [RD 01.120.00 KTN 228 06] Termometar za otpornost na TC je termometar, u pravilu, ... ... Tehnička referenca prevoditelja
GOST 6651-2009: Državni sustav za osiguravanje ujednačenosti mjerenja. Otporni termoparovi izrađeni od platine, bakra i nikla. Opći tehnički zahtjevi i metode ispitivanja - Terminologija GOST 6651 2009: Državni sustav za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Otporni termoparovi izrađeni od platine, bakra i nikla. Opći tehnički zahtjevi i metode ispitivanja Izvorni dokument: 3,18 toplinsko reakcijsko vrijeme ...
GOST R 8.625-2006: Državni sustav za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Otporni termometri od platine, bakra i nikla. Opći tehnički zahtjevi i metode ispitivanja - Terminologija GOST R 8.625 2006: Državni sustav za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Otporni termometri od platine, bakra i nikla. Opći tehnički zahtjevi i metode ispitivanja Izvorni dokument: 3.18 Vrijeme toplinske reakcije: Vrijeme ... Rječnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
Vrijednost jednaka relativnoj promjeni električnog otpora dijela električnog kruga ili otpora neke tvari kada se temperatura promijeni za jedan. Temperaturni koeficijent otpora karakterizira ovisnost ... Wikipedia
Otkrivanje P. L. Kapitsa (1941.) fenomena u tekućem heliju u tekućem stanju sastoji se u činjenici da se toplina prenosi s televizora. tijela do tekućeg helija na sučelju postoji razlika u temperaturi p DT. Dalje je utvrđeno da je K. s. t. opće fizičke ... Fizička enciklopedija
raspon mjerenja otpora - 3,7 opseg mjerenja otpornosti termokonvertera: Područje temperature u kojoj se temperaturna ovisnost otpora termokonvertera otpornog na normalizaciju u skladu s ovim standardom vrši u temperaturnom rasponu ... ... Rječnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
senzor termometra otpora - 3,2 osjetljivi element otpornog termometra; CE: Otpornik izrađen od metalne žice ili folije s vodovima za pričvršćivanje priključnih žica, koji imaju poznatu ovisnost električnog otpora od temperature i ... Rječnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
senzor termoelementa otpora - 3,2 osjetljivi element toplotnog pretvarača otpora; CE: Otpornik izrađen od metalne žice ili filma s vodovima za pričvršćivanje priključnih žica, koji imaju poznatu ovisnost električnog otpora od ... Rječnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
mjerni opseg termometra otpora - 3,7 raspon mjerenja termometra otpora: temperaturni raspon u kojem se temperaturna ovisnost otpora vozila, normalizirana u skladu s ovim standardom, vrši unutar odgovarajuće klase tolerancije. Izvor ... Rječnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
knjige
- Fizika: kvantna fizika. Laboratorijska radionica Udžbenik za primijenjene diplome, Gorlach VV Kategorija: didaktički materijali, radionice Serija: prvostupnik Primijenjeni tečaj Izdavač: Yurait,
- Fizika: kvantna fizika. Laboratorijska radionica 2. izd., Izv. i dodajte. Udžbenik za primijenjene diplome, Victor Vasilievich Gorlach, Udžbenik sadrži laboratorijske radove na sljedeće teme: mjerenje temperature metodom spektralnih odnosa, određivanje konstante Stefana Boltzmanna, vanjski fotoelektrični učinak, spektar ... Kategorija: Udžbenici Serija: prvostupnik Primijenjeni tečaj Izdavač: