Kako otpor vodiča ovisi o temperaturi?

metali

Kako temperatura utječe na metale? Da bismo saznali ovu ovisnost, proveden je eksperiment: baterija, 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.

gdje je:

1. Metalna žica
2. baterija
3. 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 ​​na nedostatak struje. Pri postavljanju plamenika između ploča uređaj će naznačiti struju koja prolazi kroz plinski medij.

Ispod je grafikon strujno-naponskog svojstva plinskog pražnjenja, gdje se vidi da se porast ionizacije u početnoj fazi povećava, 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? Kada se lampica uključi, 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.

gdje je:

1. elektrolita
2. baterija
3. 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 tomekako sami napraviti termoelektrični generator.

Takav se uređaj naziva termoelement. Termoparovi se koriste kao izvori struje male snage, kao i za mjerenje temperatura digitalnog računarskog uređaja, pri čemu dimenzije trebaju biti male, a očitanja točna.

Više detalja o poluvodičima i utjecaju zagrijavanja na njihov otpor opisano je u videu:

Pa, posljednja stvar o kojoj bih želio razgovarati su hladnjaci i poluvodički grijači. Poluvodičke spojnice pružaju temperaturnu razliku do šezdeset stupnjeva u izvedbi. Zahvaljujući tome dizajniran je rashladni ormar. Temperatura hlađenja u takvoj komori doseže - 16 stupnjeva. Osnova rada elemenata je uporaba termoelemenata kroz koje prolazi električna struja.

Stoga smo ispitali ovisnost otpora vodiča o temperaturi. Nadamo se da su vam navedeni podaci bili razumljivi i korisni!

Sigurno ne znate:

• Kolika je temperatura u boji LED svjetiljki
• Dielektrični gubici u dielektrici
• Usporedba karakteristika multimetra