« Физик - 10-р анги"
Аль нь физик хэмжигдэхүүнэсэргүүцэл гэж нэрлэдэг
Металл дамжуулагчийн эсэргүүцэл юунаас хамаардаг вэ?
Өөр өөр бодисууд өөр өөр эсэргүүцэлтэй байдаг. Эсэргүүцэл нь дамжуулагчийн төлөв байдлаас хамаардаг уу? түүний температур дээр? Туршлага хариултыг өгөх ёстой.
Хэрэв та батерейгаас гүйдлийг ган спиральаар дамжуулж, дараа нь шатаагчийн дөлөөр халааж эхлэх юм бол амперметр нь гүйдлийн хүч буурах болно. Энэ нь температур өөрчлөгдөхөд дамжуулагчийн эсэргүүцэл өөрчлөгддөг гэсэн үг юм.
Хэрэв 0 ° C-ийн температурт дамжуулагчийн эсэргүүцэл R 0, t температурт R-тэй тэнцүү бол эсэргүүцлийн харьцангуй өөрчлөлт нь туршлагаас харахад температурын өөрчлөлттэй шууд пропорциональ байна. т:
Пропорциональ коэффициент α-г эсэргүүцлийн температурын коэффициент гэж нэрлэдэг.
Эсэргүүцлийн температурын коэффициент- дамжуулагчийн эсэргүүцлийн харьцангуй өөрчлөлтийг түүний температурын өөрчлөлттэй харьцуулсан харьцаатай тэнцүү утга.
Энэ нь бодисын эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарлыг тодорхойлдог.
Эсэргүүцлийн температурын коэффициент нь 1 К (1 ° C) халах үед дамжуулагчийн эсэргүүцлийн харьцангуй өөрчлөлттэй тоон хувьд тэнцүү байна.
Бүх металл дамжуулагчийн хувьд коэффициент α > 0 бөгөөд температурын хувьд бага зэрэг өөрчлөгддөг. Хэрэв температурын өөрчлөлтийн хүрээ бага байвал температурын коэффициентийг тогтмол гэж үзэж, энэ температурын хязгаар дахь дундаж утгатай тэнцүү гэж үзэж болно. Цэвэр металлын хувьд
Электролитийн уусмалын хувьд эсэргүүцэл нь температур нэмэгдэх тусам нэмэгдэхгүй, харин буурдаг. Тэдний хувьд α< 0. Например, для 10%-ного раствора ширээний давсα = -0.02 К -1.
Дамжуулагчийг халаах үед энэ нь геометрийн хэмжээсүүдбага зэрэг өөрчлөх. Дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь голчлон түүний эсэргүүцлийн өөрчлөлтөөс шалтгаалан өөрчлөгддөг. Хэрэв та (16.1) томъёоны утгыг орлуулах юм бол энэ эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарлыг олж болно. 
Тооцоолол нь дараахь үр дүнд хүргэнэ.
ρ = ρ 0 (1 + αt), эсвэл ρ = ρ 0 (1 + αΔТ), (16.2)
Энд ΔT нь үнэмлэхүй температурын өөрчлөлт юм.
Дамжуулагчийн температур өөрчлөгдөхөд бага зэрэг өөрчлөгддөг тул бид үүнийг таамаглаж болно эсэргүүцэлдамжуулагч нь температураас шугаман хамааралтай (Зураг 16.2).
Эсэргүүцлийн өсөлтийг температур нэмэгдэхийн хэрээр болор торны зангилааны ионуудын чичиргээний далайц нэмэгдэж, чөлөөт электронууд тэдэнтэй илүү олон удаа мөргөлдөж, улмаар хөдөлгөөний чиглэлээ алддагтай холбон тайлбарлаж болно. Хэдийгээр параметрүүдийг тооцоолохдоо эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарлыг харгалзан a коэффициент нь нэлээд бага юм халаалтын төхөөрөмжзайлшгүй шаардлагатай. Тиймээс улайсдаг чийдэнгийн вольфрамын судлын эсэргүүцэл нь халалтын улмаас гүйдэл дамжин өнгөрөхөд 10 дахин нэмэгддэг.
Зарим хайлш, жишээлбэл, зэс, никель (Константин) хайлшийн хувьд эсэргүүцлийн температурын коэффициент нь маш бага байдаг: α ≈ 10 -5 K -1; Константины эсэргүүцэл өндөр: ρ ≈ 10 -6 Ом м Ийм хайлшийг стандарт резистор болон хэмжих хэрэгслийн нэмэлт резистор үйлдвэрлэхэд ашигладаг, өөрөөр хэлбэл температурын хэлбэлзэлтэй эсэргүүцэл мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөхгүй байх шаардлагатай тохиолдолд.
Мөн никель, цагаан тугалга, цагаан алт гэх мэт металлууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн температурын коэффициент нь мэдэгдэхүйц өндөр байдаг: α ≈ 10 -3 K -1. Тэдний эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарлыг температурыг өөрөө хэмжихэд ашиглаж болно эсэргүүцлийн термометр.
Хагас дамжуулагч материалаар хийсэн төхөөрөмжүүд нь температурын эсэргүүцлийн хамаарал дээр суурилдаг. термисторууд. Эдгээр нь их хэмжээний эсэргүүцлийн температурын коэффициент (металлаас хэдэн арван дахин их) ба шинж чанарын тогтвортой байдал зэргээр тодорхойлогддог. Термисторын үнэлгээ нь металлын эсэргүүцлийн термометрээс хамаагүй өндөр байдаг бөгөөд ихэвчлэн 1, 2, 5, 10, 15, 30 кОм байдаг.
Ихэвчлэн цагаан алтны утсыг эсэргүүцлийн термометрийн үндсэн ажлын элемент болгон авдаг бөгөөд түүний эсэргүүцэл нь температураас хамаарах хамаарлыг сайн мэддэг. Температурын өөрчлөлтийг хэмжих боломжтой утсан эсэргүүцлийн өөрчлөлтөөс дүгнэж болно.
Хэт дамжуулалт.
Температур буурах тусам металлын эсэргүүцэл буурдаг. Температур үнэмлэхүй тэг рүү ойртох үед юу болох вэ?
1911 онд Голландын физикч Х.Камерлингх-Оннес нэгэн гайхалтай үзэгдлийг нээсэн. хэт дамжуулалт. Тэрээр мөнгөн усыг шингэн гелийд хөргөхөд эсэргүүцэл нь эхлээд аажмаар өөрчлөгдөж, дараа нь 4.1 К-ийн температурт маш огцом буурч тэг болж байгааг олж мэдсэн (Зураг 16.3).
Критик температурт дамжуулагчийн эсэргүүцэл тэг болж буурах үзэгдлийг гэнэ хэт дамжуулалт.
Камерлингх Оннесийн нээлт, 1913 онд шагнал хүртсэн Нобелийн шагнал, үед бодисын шинж чанарыг судлах шаардлагатай бага температурӨө. Дараа нь өөр олон супер дамжуулагчийг илрүүлсэн.
Олон металл, хайлшийн хэт дамжуулалт нь маш бага температурт ажиглагддаг - ойролцоогоор 25 К-ээс эхлэн лавлагаа хүснэгтүүд нь зарим бодисын хэт дамжуулагч төлөвт шилжих температурыг өгдөг.
Бодис хэт дамжуулагч төлөвт шилжих температурыг гэнэ чухал температур.
Чухал температур нь зөвхөн хамаардаггүй химийн найрлагабодис, гэхдээ бас болорын бүтэц дээр. Жишээлбэл, саарал цагаан тугалга нь шоо болор тортой алмазын бүтэцтэй, хагас дамжуулагч, цагаан тугалга нь тетрагональ нэгж эстэй, мөнгөн цагаан өнгөтэй, зөөлөн, уян хатан металл бөгөөд 300-ийн температурт хэт дамжуулагч төлөвт шилжих чадвартай байдаг. 3.72 К.
Хэт дамжуулагч төлөвт байгаа бодисын хувьд соронзон, дулааны болон бусад олон шинж чанаруудын хурц гажиг ажиглагдсан тул хэт дамжуулагч төлөв байдлын тухай биш харин бага температурт ажиглагдсан бодисын онцгой төлөв байдлын талаар ярих нь илүү зөв юм.
Хэт дамжуулагч төлөвт байгаа цагираг дамжуулагчийн дотор гүйдэл үүсч, дараа нь гүйдлийн эх үүсвэрийг арилгавал энэ гүйдлийн хүч ямар ч урт хугацаанд өөрчлөгдөхгүй. Энгийн (хэт дамжуулагч бус) дамжуулагчийн хувьд энэ тохиолдолд цахилгаан гүйдэл зогсдог.
Хэт дамжуулагчийг өргөн ашигладаг. Ийнхүү хэт дамжуулагч ороомогтой хүчирхэг цахилгаан соронзонг бүтээж, урт хугацааны туршид эрчим хүч зарцуулалгүйгээр соронзон орон үүсгэдэг. Эцэст нь Хэт дамжуулагч ороомогт дулаан үүсэхгүй.
Гэсэн хэдий ч хэт дамжуулагч соронз ашиглан дур зоргоороо хүчтэй соронзон орныг олж авах боломжгүй юм. Маш хүчтэй соронзон орон нь хэт дамжуулагч төлөвийг устгадаг. Ийм талбарыг хэт дамжуулагчийн өөрөө гүйдэл үүсгэж болно. Тиймээс хэт дамжуулагч төлөвт байгаа дамжуулагч бүрийн хувьд хэт дамжуулагч төлөвийг зөрчихгүйгээр хэт их гүйдлийн утга байдаг.
Хэт дамжуулагч соронзыг хурдасгуурт ашигладаг энгийн бөөмс, соронзон орны дотор хөдөлж буй халуун ионжуулсан хийн тийрэлтэт урсгалын механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг соронзонгидродинамик генераторууд.
Хэт дамжуулагчийн тайлбар нь зөвхөн квант онолын үндсэн дээр боломжтой юм. Үүнийг зөвхөн 1957 онд Америкийн эрдэмтэн Ж.Бардин, Л.Купер, Ж.Шриффер, Зөвлөлтийн эрдэмтэн, академич Н.Н.Боголюбов нар өгчээ.
1986 онд өндөр температурын хэт дамжуулалтыг нээсэн. Лантан, бари болон бусад элементүүдийн (керамик) нийлмэл ислийн нэгдлүүд нь 100 К-ийн хэт дамжуулагч төлөвт шилжих температурыг олж авсан бөгөөд энэ нь атмосферийн даралт дахь шингэн азотын буцалгах цэгээс өндөр байна.
Ойрын ирээдүйд өндөр температурын хэт дамжуулалт нь шинэ зүйлд хүргэх нь гарцаагүй техникийн хувьсгалбүх цахилгаан инженерчлэл, радио инженерчлэл, компьютерийн дизайн. Одоогийн байдлаар энэ чиглэлийн ахиц дэвшилд дамжуулагчийг үнэтэй хийн гелий буцалгах цэг хүртэл хөргөх хэрэгцээ саад болж байна.
Хэт дамжуулалтын физик механизм нь нэлээд төвөгтэй байдаг. Үүнийг маш энгийн байдлаар тайлбарлаж болно: электронууд нэг шулуун шугамд нэгдэж, ионуудаас бүрдэх болор тортой мөргөлдөхгүйгээр хөдөлдөг. Энэ хөдөлгөөн нь чөлөөт электрон эмх замбараагүй хөдөлдөг энгийн дулааны хөдөлгөөнөөс эрс ялгаатай.
Хэт өндөр дамжуулагчийг бий болгох боломжтой болно гэж бид найдаж байна өрөөний температур. Генератор, цахилгаан мотор нь маш авсаархан (хэд хэдэн дахин бага), хэмнэлттэй болно. Цахилгаан эрчим хүчийг ямар ч зайд алдагдалгүй дамжуулж, энгийн төхөөрөмжид хуримтлуулж болно.
Дамжуулагчийн температур нэмэгдэхийн хэрээр чөлөөт электрон ба атомуудын мөргөлдөөний тоо нэмэгддэг. Үүний үр дүнд энэ нь буурдаг дундаж хурддамжуулагчийн эсэргүүцлийн өсөлттэй тохирч буй электронуудын чиглэлтэй хөдөлгөөн.
Нөгөөтэйгүүр, температур нэмэгдэхийн хэрээр дамжуулагчийн нэгж эзэлхүүн дэх чөлөөт электрон ба ионы тоо нэмэгдэж, энэ нь дамжуулагчийн эсэргүүцэл буурахад хүргэдэг.
Нэг буюу өөр хүчин зүйл давамгайлж байгаагаас хамааран температур нэмэгдэх тусам эсэргүүцэл нэмэгдэж (металл), эсвэл буурдаг (нүүрс, электролит), эсвэл бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна (металл хайлш, жишээлбэл мангаин).
Температурын бага зэргийн өөрчлөлт (0-100 ° C) үед эсэргүүцлийн температурын коэффициент a гэж нэрлэгддэг 1 ° C-аар халахтай харгалзах эсэргүүцлийн харьцангуй өсөлт нь ихэнх металлын хувьд тогтмол хэвээр байна.
Температур дахь эсэргүүцлийг тодорхойлсны дараа бид температур дараахаас өсөхөд эсэргүүцлийн харьцангуй өсөлтийн илэрхийлэл бичиж болно.
Эсэргүүцлийн утгын температурын коэффициент төрөл бүрийн материалхүснэгтэд өгсөн болно. 2-2.
Илэрхийлэлээс (2-18) ийм байна
Үүссэн томьёо (2-20) нь өгөгдсөн эсвэл мэдэгдэж буй утгуудын эсэргүүцлийг хэмжих замаар утасны (ороомог) температурыг тодорхойлох боломжтой болгодог.
Жишээ 2-3. Шугамын урт 400 м, зэс утаснуудын хөндлөн огтлолтой бол агаарын шугамын утаснуудын температурын эсэргүүцлийг тодорхойлно.
Температур дахь шугамын утаснуудын эсэргүүцэл
Аливаа цахилгаан дамжуулагч материалын шинж чанаруудын нэг нь эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарал юм. Үүнийг хаана байгаа графикаар дүрсэлсэн бол хэвтээ тэнхлэгхугацааны интервалууд (t) тэмдэглэгдсэн бөгөөд босоо шугамын дагуу - ом эсэргүүцлийн утга (R), та тасархай шугам авах болно. Эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарал нь схемийн хувьд гурван хэсгээс бүрдэнэ. Эхнийх нь бага зэрэг халаалттай нийцдэг - энэ үед эсэргүүцэл маш бага өөрчлөгддөг. Энэ нь тодорхой цэг хүртэл тохиолддог бөгөөд дараа нь график дээрх шугам огцом дээшлэх болно - энэ бол хоёр дахь хэсэг юм. Гурав дахь ба эцсийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь хэвтээ тэнхлэгт харьцангуй бага өнцгөөр R өсөлт зогссон цэгээс дээш чиглэсэн шулуун шугам юм.
Физик утгаЭнэ график нь дараах байдалтай байна: дамжуулагчийн температураас эсэргүүцлийн хамаарлыг халаалтын хэмжээ нь тусгайлан зориулсан зарим утгын шинж чанараас хэтрэх хүртэл энгийн байдлаар тодорхойлогддог. энэ материалын. Хийсвэр жишээ өгье: хэрэв +10 ° C-ийн температурт бодисын эсэргүүцэл 10 Ом бол 40 ° C хүртэл R-ийн утга бараг өөрчлөгдөхгүй бөгөөд хэмжилтийн алдаа дотор үлдэнэ. Гэхдээ аль хэдийн 41 хэмд 70 Ом хүртэл эсэргүүцлийн үсрэлт гарах болно. Хэрэв температурын цаашдын өсөлт зогсохгүй бол дараагийн градус бүрт нэмэлт 5 Ом байх болно.
Энэ өмчнь янз бүрийн цахилгаан хэрэгсэлд өргөн хэрэглэгддэг тул зэсийн талаархи мэдээллийг хамгийн түгээмэл материалуудын нэг болгон өгөх нь зүйн хэрэг юм. Тиймээс зэс дамжуулагчийн хувьд нэмэлт градус тутамд халаах нь эсэргүүцлийг тодорхой хэмжээнээс хагас хувиар нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. үнэ цэнэ (20 ° C-д өгөгдсөн лавлах хүснэгтээс олж болно, 1 м урттай, 1 квадрат мм-ийн хэсэгтэй).
Энэ нь металл дамжуулагчд тохиолдох үед цахилгаан гүйдэл гарч ирдэг - цэнэгтэй энгийн бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөн. Металл зангилаанд байрлах ионууд электроныг гадаад тойрог замдаа удаан хугацаагаар барьж чаддаггүй тул материалын бүх эзэлхүүнээр нэг зангилаанаас нөгөөд чөлөөтэй хөдөлдөг. Энэхүү эмх замбараагүй хөдөлгөөн нь гадны энерги - дулаанаас үүдэлтэй.
Хөдөлгөөний баримт нь тодорхой боловч энэ нь чиглэлтэй биш тул гүйдэл гэж тооцогддоггүй. Цахилгаан орон гарч ирэхэд электронууд нь түүний тохиргооны дагуу чиглүүлж, чиглэсэн хөдөлгөөнийг үүсгэдэг. Гэхдээ дулааны эффект хаана ч алга болоогүй тул эмх замбараагүй хөдөлж буй хэсгүүд чиглэсэн талбаруудтай мөргөлддөг. Металлын эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарал нь гүйдэл дамжих хөндлөнгийн хэмжээг харуулдаг. Температур өндөр байх тусам дамжуулагчийн R өндөр байна.
Тодорхой дүгнэлт: халаалтын түвшинг бууруулснаар та эсэргүүцлийг бууруулж чадна. (ойролцоогоор 20 ° К) нь бодисын бүтэц дэх хэсгүүдийн дулааны эмх замбараагүй хөдөлгөөн мэдэгдэхүйц буурснаар тодорхойлогддог.
Дамжуулагч материалын энэ шинж чанар нь цахилгаан инженерчлэлд өргөн хэрэглэгддэг. Жишээлбэл, дамжуулагчийн эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарлыг ашигладаг электрон мэдрэгч. Ямар ч материалын үнэ цэнийг мэдэхийн тулд та термистор хийж, дижитал эсвэл аналог унших төхөөрөмжтэй холбож, тохирох масштабын шалгалт тохируулга хийж, орчин үеийн ихэнх температур мэдрэгч нь энэ зарчим дээр суурилдаг, учир нь найдвартай байдал илүү өндөр, загвар нь илүү энгийн.
Үүнээс гадна эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарал нь цахилгаан хөдөлгүүрийн ороомгийн халаалтыг тооцоолох боломжийг олгодог.
Дулааны эсэргүүцэл, термистор эсвэл термистор нь ижил төхөөрөмжийн гурван нэр бөгөөд эсэргүүцэл нь халаах эсвэл хөргөхөөс хамаарч өөрчлөгддөг.
Термисторын давуу талууд:
- үйлдвэрлэлийн хялбар байдал;
- хүнд ачааллын дор маш сайн гүйцэтгэл;
- тогтвортой ажил;
- бүтээгдэхүүний жижиг хэмжээсүүд нь түүнийг бяцхан мэдрэгчүүдэд ашиглах боломжийг олгодог;
- бага дулааны инерци.
Термисторын төрлүүд ба тэдгээрийн ажиллах зарчим
Мэдрэгчийн үндэс нь хагас дамжуулагч, металл эсвэл хайлшийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг эсэргүүцэлтэй элемент, өөрөөр хэлбэл температураас эсэргүүцлийн тодорхой хамааралтай элементүүд юм. Тэдгээрийг бүтээхэд ашигласан бүх материал нь эсэргүүцлийн өндөр температурын коэффициенттэй байх ёстой.
Термистор үйлдвэрлэхэд дараах материал, тэдгээрийн исэлүүдийг ашигладаг.
- цагаан алт;
- никель;
- зэс;
- манган;
- кобальт.
Зарим металлын галогенид ба халькогенидийг мөн ашиглаж болно.
Металлын эсэргүүцэлтэй элементийг ашигладаг бол утас хэлбэрээр хийдэг. Хэрэв хагас дамжуулагч бол ихэнхдээ хавтан хэлбэртэй байдаг.
Чухал!Дулааны эсэргүүцлийг хийсэн материалууд нь их хэмжээний сөрөг температурын коэффициент (NTC) эсвэл эерэг температурын коэффициент (PTK) байх ёстой.
Хэрэв коэффициент нь сөрөг байвал халах үед термисторын эсэргүүцэл буурч, эерэг бол нэмэгддэг.
Металл термисторууд
Металлын гүйдэл нь электронуудын хөдөлгөөний улмаас үүсдэг. Халах үед тэдний концентраци нэмэгдэхгүй ч эмх замбараагүй хөдөлгөөний хурд нэмэгддэг. Тиймээс халах үед дамжуулагчийн эсэргүүцэл нэмэгддэг.
Металлын эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарал нь шугаман бус бөгөөд дараах хэлбэртэй байна.
Rt = R0(1 + A t + B t2 + …), энд:
- Rt ба R0 – t ба 0°С температурт дамжуулагчийн эсэргүүцэл;
- A, B - материалаас хамаарах коэффициентууд. А коэффициентийг температурын коэффициент гэж нэрлэдэг.
Хэрэв температур 100 хэмээс хэтрэхгүй бол дамжуулагчийн эсэргүүцлийг дараахь томъёогоор тооцоолно.
Rt = R0(1 + A t),
мөн үлдсэн коэффициентүүдийг үл тоомсорлодог.
Термисторын төрөл бүр ашиглахад тодорхой хязгаарлалттай байдаг. Жишээлбэл, зэс мэдрэгчийг -50 ° C-аас + 180 ° C, цагаан алтны мэдрэгч - -200-аас +650 ° C, никель төхөөрөмж - 250-300 ° C хүртэл температурт ашиглаж болно.
Хагас дамжуулагч термисторууд
Термистор үйлдвэрлэхэд CuO, CoO, MnO гэх мэт исэлүүдийг ашигладаг. Үйлдвэрлэлийн явцад нунтаг нь хүссэн хэлбэрийн хэсэг болгон шингэлнэ. Ашиглалтын явцад эсэргүүцэх элементийг гэмтээхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хамгаалалтын давхаргаар хучигдсан байдаг.
Хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн хувьд эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарал нь шугаман биш юм. Энэ нь нэмэгдэхийн хэрээр цахилгаан цэнэгийн тээвэрлэгчдийн (нүх ба электрон) концентраци нэмэгдсэний улмаас мэдрэгч дэх R утга огцом буурдаг. Энэ тохиолдолд бид сөрөг температурын коэффициент бүхий мэдрэгчийн талаар ярьдаг. Гэсэн хэдий ч эерэг коэффициент бүхий термисторууд байдаг бөгөөд тэдгээр нь халах үед метал шиг ажилладаг, өөрөөр хэлбэл. R нэмэгддэг. Ийм мэдрэгчийг posistors (PTC sensors) гэж нэрлэдэг.
Хагас дамжуулагч термисторын эсэргүүцлийн температураас хамаарах томъёо нь:
Хаана:
- A нь t = 20 ° C-ийн материалын эсэргүүцлийг тодорхойлдог тогтмол;
- T – Кельвин градусаар үнэмлэхүй температур (T = t + 273);
- B нь тогтмол байна физик шинж чанархагас дамжуулагч.
Металл термистор барих
Төхөөрөмжийн дизайны хоёр үндсэн төрөл байдаг:
- ороомог;
- нимгэн сүлжсэн
Эхний тохиолдолд мэдрэгчийг спираль хэлбэрээр хийдэг. Утас нь шил эсвэл керамикаар хийсэн цилиндрийг тойруулан ороож эсвэл дотор нь байрлуулсан байна. Хэрэв ороомгийг цилиндрийн дагуу хийж байгаа бол дээрээс нь хамгаалалтын давхаргаар хучих ёстой.
Хоёр дахь тохиолдолд керамик, индранил, зэсийн исэл, циркони гэх мэт нимгэн субстратыг ашигладаг. Үүн дээр нимгэн металл давхарга цацаж, дээрээс нь нэмэлт дулаалга хийдэг. Металл давхарга нь зам хэлбэрээр хийгдсэн бөгөөд меандр гэж нэрлэгддэг.
Мэдээллийн хувьд.Термисторыг хамгаалахын тулд үүнийг металл хайрцагт хийж эсвэл дээрээс нь тусгай тусгаарлагч давхаргаар хучдаг.
Хоёр төрлийн мэдрэгчийн үйл ажиллагаанд үндсэн ялгаа байхгүй боловч хальсан төхөөрөмжүүд нь илүү нарийхан температурын хязгаарт ажилладаг.
Төхөөрөмжүүдийг өөрсдөө зөвхөн саваа хэлбэрээр төдийгүй бөмбөлгүүдийг, диск гэх мэт хэлбэрээр хийж болно.
Термисторын хэрэглээ
Хэрэв дулааны эсэргүүцлийг ямар ч орчинд байрлуулсан бол түүний температур нь түүний болон хүрээлэн буй орчны хоорондох дулаан солилцооны эрчмээс хамаарна. Энэ нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаарна: орчны физик шинж чанар (нягтрал, зуурамтгай чанар гэх мэт), орчны хөдөлгөөний хурд, орчин ба термисторын температурын үзүүлэлтүүдийн анхны харьцаа гэх мэт.
Тиймээс дамжуулагчийн эсэргүүцлийн температурын хамаарлыг мэдэхийн тулд та орчны тоон үзүүлэлтүүдийг, жишээлбэл, хурд, температур, нягтрал гэх мэтийг тодорхойлох боломжтой болно.
Термисторын чухал шинж чанаруудын нэг бол түүний хэмжилтийн нарийвчлал, өөрөөр хэлбэл термисторын бодит уншилт нь лабораторийн үзүүлэлтээс хэр их ялгаатай байх явдал юм. Төхөөрөмжийн нарийвчлал нь хүлцлийн ангиар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь заасан утгуудаас хамгийн их хазайлтыг тодорхойлдог. Хүлцлийн анги нь температурын функцээр тодорхойлогддог. Жишээлбэл, AA ангиллын цагаан алтны мэдрэгчийн хүлцлийн утгууд нь ±(0.1 + 0.0017 |T|), А анги - ±(0.15 + 0.002 |T|).
Чухал!Мэдээжийн хэрэг, дулааны эсэргүүцлийг бий болгохдоо хөгжүүлэгчид төхөөрөмжийн дулаан дамжуулалт, цацрагийн ялгаралтай холбоотой үйл ажиллагааны явцад алдагдлыг багасгахыг хичээдэг.
Термисторыг радио электроник, дулааны хяналтын систем, галын систем гэх мэт өргөнөөр ашигладаг.
Видео
Металлын эсэргүүцэл нь дамжуулагч дотор хөдөлж буй электронууд болор торны ионуудтай харилцан үйлчилж, улмаар цахилгаан талбайд олж авсан энергийн нэг хэсгийг алддагтай холбоотой юм.
Туршлагаас харахад металлын эсэргүүцэл нь температураас хамаардаг. Бодис бүрийг тогтмол утгаар нь тодорхойлж болно гэж нэрлэдэг эсэргүүцлийн температурын коэффициент α. Энэ коэффициент нь дамжуулагчийг 1 К-аар халаах үед түүний эсэргүүцлийн харьцангуй өөрчлөлттэй тэнцүү байна: α =
Энд ρ 0 нь T 0 = 273 К (0 ° C) температурын эсэргүүцэл, ρ нь өгөгдсөн температурын эсэргүүцэл T. Иймээс металл дамжуулагчийн эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарлыг илэрхийлнэ. шугаман функц: ρ = ρ 0 (1+ αT).
Эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарлыг ижил функцээр илэрхийлнэ.
R = R 0 (1+ αT).
Цэвэр металлын эсэргүүцлийн температурын коэффициент нь бие биенээсээ харьцангуй бага ялгаатай бөгөөд ойролцоогоор 0.004 К -1-тэй тэнцүү байна. Температурын өөрчлөлтөөр дамжуулагчийн эсэргүүцлийн өөрчлөлт нь тэдгээрийн одоогийн хүчдэлийн шинж чанар нь шугаман биш болоход хүргэдэг. Энэ нь ялангуяа улайсдаг чийдэнг ажиллуулах үед дамжуулагчийн температур ихээхэн өөрчлөгддөг тохиолдолд мэдэгдэхүйц юм. Зураг нь түүний вольт-ампер шинж чанарыг харуулж байна. Зурагнаас харахад энэ тохиолдолд одоогийн хүч нь хүчдэлтэй шууд пропорциональ биш юм. Гэсэн хэдий ч энэ дүгнэлт нь Омын хуультай зөрчилдөж байна гэж бодох ёсгүй. Ом-ын хуульд тодорхойлсон хамаарал нь зөвхөн хүчинтэй байна тогтмол эсэргүүцэлтэй.Металл дамжуулагчийн эсэргүүцлийн температураас хамаарах хамаарлыг янз бүрийн хэмжих, автомат төхөөрөмжид ашигладаг. Тэдний хамгийн чухал нь эсэргүүцлийн термометр. Эсэргүүцлийн термометрийн гол хэсэг нь керамик хүрээ дээр ороосон цагаан алтны утас юм. Утсыг температурыг тодорхойлох шаардлагатай орчинд байрлуулна. Энэ утасны эсэргүүцлийг хэмжиж, t 0 = 0 ° C-ийн эсэргүүцлийг мэдэх замаар (жишээ нь. R 0),сүүлийн томъёог ашиглан орчны температурыг тооцоол.
Хэт дамжуулалт.Гэсэн хэдий ч 19-р зууны эцэс хүртэл. Маш бага температуртай бүс нутагт дамжуулагчийн эсэргүүцэл нь температураас хэрхэн хамаарч байгааг шалгах боломжгүй байв. Зөвхөн 20-р зууны эхэн үед. Голландын эрдэмтэн Г.Камерлингх Оннес конденсацлахад хамгийн хэцүү хий болох гелийг шингэн төлөвт шилжүүлж чаджээ. Шингэн гелий буцлах цэг нь 4.2 К. Энэ нь зарим цэвэр металлыг маш бага температурт хөргөхөд эсэргүүцлийг хэмжих боломжтой болгосон.
1911 онд Камерлингх Оннесийн ажил томоохон нээлт болж өндөрлөв. Мөнгөн усны эсэргүүцлийг байнга хөргөж байх үед нь судалж үзээд 4.12 К-ийн температурт мөнгөн усны эсэргүүцэл огцом буурч, тэг болж байгааг олж мэдэв. Үүний дараа тэрээр бусад хэд хэдэн металлыг үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт хөргөхөд ижил үзэгдлийг ажиглаж чадсан. Металл бүрэн алдагдах үзэгдэл цахилгаан эсэргүүцэлтодорхой температурт хэт дамжуулагч гэж нэрлэдэг.
Бүх материалууд хэт дамжуулагч болж чаддаггүй, гэхдээ тэдгээрийн тоо маш их байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдний олонх нь ашиглалтад ихээхэн саад учруулсан өмчтэй байсан нь тогтоогджээ. Ихэнх цэвэр металлын хувьд хүчтэй соронзон орон дотор байх үед хэт дамжуулалт алга болдог нь тогтоогдсон. Тиймээс хэт дамжуулагчаар их хэмжээний гүйдэл урсах үед түүний эргэн тойронд соронзон орон үүсч, хэт дамжуулагч чанар нь алга болдог. Гэсэн хэдий ч энэ саад тотгорыг даван туулах боломжтой болсон: зарим хайлш, жишээлбэл, ниобий ба циркони, ниобий, титан гэх мэт нь хэт дамжуулагч чанараа хадгалах чадвартай болох нь тогтоогдсон. том үнэ цэнэодоогийн хүч. Энэ нь хэт дамжуулагчийг илүү өргөнөөр ашиглах боломжийг олгосон.