Hvordan afhænger lederens modstand af temperaturen?
metaller
Hvordan påvirker temperaturen metaller? For at finde ud af denne afhængighed blev der udført et eksperiment: et batteri, et ammeter, en ledning og en fakkel er forbundet sammen ved hjælp af ledninger. Derefter skal du måle strømmen i kredsløbet. Når aflæsningerne er foretaget, skal du bringe brænderen til ledningen og opvarme den. Når ledningen opvarmes, ser man, at modstanden øges, og metalets konduktivitet falder.
hvor:
- Metaltråd
- batteri
- amperemeter
Afhængighed er angivet og berettiget af formlerne:
Fra disse formler følger det, at lederne af R bestemmes af formlen:
Et eksempel på metalafhængighedens afhængighed af temperaturen er tilvejebragt i videoen:
Det er også nødvendigt at være opmærksom på en sådan egenskab som superledningsevne. Hvis miljøforholdene er normale, reducerer lederne deres modstand, når de afkøles. Grafen nedenfor viser, hvordan temperatur og resistivitet i kviksølv afhænger.
Superledelse er et fænomen, der opstår, når et materiale når en kritisk temperatur (Kelvin tættere på nul), hvor modstanden falder kraftigt til nul.
gas
Gasser spiller en dielektrisk rolle og kan ikke lede en elektrisk strøm. Og for at det skal danne sig, er der behov for ladningsbærere. Ioner handler i deres rolle, og de opstår på grund af indflydelse fra eksterne faktorer.
Afhængighed kan betragtes som et eksempel. Til eksperimentet bruges det samme design som i det forrige eksperiment, kun ledere er erstattet med metalplader. Der skal være et lille mellemrum mellem dem. Ammeteret skal indikere en mangel på strøm. Når brænderen placeres mellem pladerne, vil enheden indikere den strøm, der passerer gennem gasmediet.
Nedenfor er en graf over strømspændingsegenskaberne ved en gasudladning, hvor det ses, at stigningen i ionisering på det indledende trin øges, hvorefter strømens afhængighed af spænding forbliver uændret (det vil sige, når spændingen stiger, strømmen forbliver den samme) og en kraftig stigning i strøm, hvilket fører til nedbrydning af det dielektriske lag .
Overvej konduktiviteten af gasser i praksis. Overførsel af elektrisk strøm i gasser bruges i lysstofrør og lamper. I dette tilfælde er katoden og anoden, to elektroder placeret i en kolbe, hvor der er en inert gas. Hvordan afhænger dette fænomen af gas? Når lampen tændes, opvarmes to filamenter, og der skabes termionemission.Inde i pæren er belagt med en fosfor, der udsender det lys, vi ser. Hvordan afhænger kviksølv af fosfor? Kviksølvdampe danner, når de bombarderes med elektroner, infrarød stråling, som igen udsender lys.
Hvis der tilføres spænding mellem katoden og anoden, opstår gasledningsevne.
væsker
Strømledere i væsker er anioner og kationer, der bevæger sig på grund af et eksternt elektrisk felt. Elektroner giver ubetydelig ledningsevne. Overvej afhængigheden af resistens af temperaturen i væsker.
hvor:
- elektrolyt
- batteri
- amperemeter
Afhængigheden af effekten af elektrolytter på opvarmning er ordineret med formlen:
Hvor a er den negative temperaturkoefficient.
Hvordan R afhænger af opvarmning (t), vises i nedenstående graf:
Dette forhold skal overvejes, når du oplader batterier og batterier.
halvledere
Og hvordan afhænger modstanden af opvarmning i halvledere? Lad os først tale om termistorer. Dette er enheder, der ændrer deres elektriske modstand under påvirkning af varme. Denne halvleder har en temperaturkoefficient for modstand (TCS) i en størrelsesorden højere end metaller. Både positive og negative ledere, de har visse egenskaber.
Hvor: 1 - dette er TCS mindre end nul; 2 - TCS er større end nul.
For at ledere som termistorer skal begynde at arbejde, skal du tage ethvert punkt på I-V-karakteristikken som grundlag:
- hvis temperaturen på elementet er mindre end nul, anvendes sådanne ledere som et relæ;
- til at kontrollere skiftestrømmen, samt hvilken temperatur og spænding, brug en lineær sektion.
Termistorer bruges til kontrol og måling af elektromagnetisk stråling, der udføres ved ultrahøje frekvenser. På grund af dette bruges disse ledere i systemer som brandalarmer, varmekontrol og kontrol af brugen af bulkmedier og væsker. De termistorer, hvor TCS er mindre end nul, bruges i kølesystemer.
Nu om termoelementerne. Hvordan påvirker Seebeck-fænomenet termoelementer? Afhængigheden er, at sådanne ledere fungerer på grundlag af dette fænomen. Når temperaturen på krydset stiger med opvarmning, vises en EMF ved krydset mellem det lukkede kredsløb. Således manifesteres deres afhængighed, og termisk energi omdannes til elektricitet. For fuldt ud at forstå processen anbefaler jeg, at du studerer vores instruktioner til, hvordan du gør dethvordan man selv laver en termoelektrisk generator.
En sådan anordning kaldes et termoelement. Termoelementer bruges som strømstyrke med lav effekt samt til måling af temperaturerne på en digital computerenhed, hvor dimensionerne skal være små og målingerne nøjagtige.
Flere detaljer om halvledere og effekten af opvarmning på deres modstand er beskrevet i videoen:
Det sidste, jeg gerne vil tale om, er køleskabe og halvledervarmere. Halvlederforbindelser giver en temperaturforskel på op til tres grader i designet. Takket være dette blev et køleskab designet. Køletemperaturen i et sådant kammer når - 16 grader. Grundlaget for driften af elementerne er brugen af termoelementer, gennem hvilke den elektriske strøm passerer.
Så vi undersøgte afhængigheden af lederens modstand på temperaturen. Vi håber, at de givne oplysninger var forståelige og nyttige for dig!
Du ved bestemt ikke:
Indlæser ...
