Как съпротивлението на проводник зависи от температурата?
метали
Как температурата влияе на металите? За да разберете тази зависимост, беше извършен експеримент: батерия, амперметър, проводник и факел са свързани заедно с помощта на проводници. Тогава трябва да измерите тока във веригата. След като са направени показанията, трябва да донесете горелката до жицата и да я нагреете. Когато жицата се нагрява, се вижда, че съпротивлението се увеличава и проводимостта на метала намалява.
когато:
- Метална тел
- батерия
- амперметър
Зависимостта е посочена и обоснована с формулите:
От тези формули следва, че R на проводника се определя по формулата:
Пример за зависимостта на металоустойчивостта от температурата е даден във видеото:
Необходимо е също така да се обърне внимание на такова свойство като свръхпроводимост. Ако условията на околната среда са нормални, тогава, когато се охлаждат, проводниците намаляват съпротивлението си. Графиката по-долу показва как зависи температурата и съпротивлението в живак.
Свръхпроводимостта е явление, което се случва, когато материал достигне критична температура (Келвин по-близо до нула), при което съпротивлението рязко намалява до нула.
газ
Газовете играят ролята на диелектрик и не могат да провеждат електрически ток. И за да може тя да се формира, са нужни превозвачи за зареждане. Йони действат в своята роля и те възникват поради влиянието на външни фактори.
Зависимостта може да се разглежда като пример. За експеримента се използва същият дизайн, както в предишния експеримент, само проводниците са заменени с метални плочи. Между тях трябва да има малко пространство. Амперметърът трябва да показва липса на ток. При поставянето на горелката между плочите устройството ще посочи тока, който преминава през газовата среда.
По-долу е представена графика на токовото напрежение, характерно за газов разряд, където се вижда, че увеличаването на йонизацията в началния етап се увеличава, тогава зависимостта на тока от напрежението остава непроменена (тоест, когато напрежението се увеличава, токът остава същият) и рязко увеличаване на тока, което води до разрушаване на диелектричния слой ,
Помислете на практика проводимостта на газовете. Преминаването на електрически ток в газове се използва в луминесцентни лампи и лампи. В този случай катодът и анодът, два електрода се поставят в колба, в която има инертен газ. Как това явление зависи от газа? Когато лампата се включи, два нажежаеми нишки се нагряват и се създава термионно излъчване.Вътре крушката е покрита с фосфор, който излъчва светлината, която виждаме. Как живакът зависи от фосфора? Парите от живак, когато са бомбардирани с електрони, образуват инфрачервено лъчение, което от своя страна излъчва светлина.
Ако се приложи напрежение между катода и анода, се получава газопроводимост.
течности
Токовите проводници в течностите са аниони и катиони, които се движат поради външно електрическо поле. Електроните осигуряват незначителна проводимост. Помислете за зависимостта на устойчивостта от температурата в течностите.
когато:
- електролит
- батерия
- амперметър
Зависимостта на ефекта на електролитите върху нагряването се предписва по формулата:
Където a е отрицателният температурен коефициент.
Как R зависи от нагряването (t) е показано на графиката по-долу:
Тази връзка трябва да се има предвид при зареждане на батерии и батерии.
полупроводници
И как съпротивлението зависи от нагряването в полупроводници? Първо, нека поговорим за термисторите. Това са устройства, които променят електрическото си съпротивление под въздействието на топлина. Този полупроводник има температурен коефициент на съпротивление (TCS) с порядък по-висок от металите. Както положителните, така и отрицателните проводници, те имат определени характеристики.
Където: 1 - това е TCS по-малко от нула; 2 - TCS е по-голям от нула.
За да започнат да работят такива проводници като термистори, вземете като основа всяка точка на I-V характеристиката:
- ако температурата на елемента е по-малка от нула, тогава такива проводници се използват като реле;
- за да контролирате променящия се ток, както и каква температура и напрежение, използвайте линейна секция.
Термисторите се използват при проверка и измерване на електромагнитно излъчване, което се извършва при свръхвисоки честоти. Поради това тези проводници се използват в системи като пожароизвестителни сигнали, проверка на топлината и контрол на използването на насипни среди и течности. Тези термистори, в които TCS е по-малък от нула, се използват в охладителните системи.
Сега за термодвойките. Как феноменът Seebeck засяга термодвойките? Зависимостта е, че такива проводници работят въз основа на това явление. Когато температурата на кръстовището се повиши с нагряването, на кръстовището на затворения кръг се появява ЕМП. Така тяхната зависимост се проявява и топлинната енергия се преобразува в електричество. За да разберете напълно процеса, препоръчвам ви да изучите нашите инструкции за товакак сами да си направите термоелектричен генератор.
Такова устройство се нарича термодвойка. Термодвойките се използват като източници на ток с ниска мощност, както и за измерване на температури на цифрово изчислително устройство, при което размерите трябва да са малки, а показанията - точни.
Повече подробности за полупроводниците и ефекта от нагряването върху съпротивлението им е описано във видеото:
Е, последното, за което бих искал да говоря, са хладилници и полупроводникови нагреватели. Полупроводниковите възли осигуряват разлика в температурата до шестдесет градуса в конструкцията. Благодарение на това е проектиран хладилен шкаф. Температурата на охлаждане в такава камера достига - 16 градуса. Основата на работата на елементите е използването на термодвойки, през които преминава електрически ток.
Така че проучихме зависимостта на съпротивлението на проводника от температурата. Надяваме се, че предоставената информация беше разбираема и полезна за вас!
Със сигурност не знаете:
Зареждането ...
