Kuinka johtimen vastus riippuu lämpötilasta?
metallit
Kuinka lämpötila vaikuttaa metalleihin? Tämän riippuvuuden selvittämiseksi suoritettiin kokeilu: akku, ampeerimittari, johdin ja soihtu yhdistetään toisiinsa johtimien avulla. Sitten sinun täytyy mitata virta piirissä. Kun lukemat on otettu, sinun on vietävä poltin lankaan ja lämmitettävä se. Kun lankaa kuumennetaan, havaitaan, että vastus kasvaa ja metallin johtavuus heikkenee.
missä:
- Metallilanka
- akku
- ampeerimittari
Riippuvuus osoitetaan ja perustellaan seuraavilla kaavoilla:
Näistä kaavoista seuraa, että johtimen R määritetään kaavalla:
Videossa on esimerkki metallin kestävyyden riippuvuudesta lämpötilassa:
On myös kiinnitettävä huomiota sellaiseen ominaisuuteen kuin suprajohtavuus. Jos ympäristöolosuhteet ovat normaaleja, jäähdytettynä johtimet vähentävät niiden vastusta. Seuraava kaavio osoittaa kuinka lämpötila ja ominaisvastus elohopeassa riippuvat.
Suprajohtavuus on ilmiö, joka tapahtuu, kun materiaali saavuttaa kriittisen lämpötilan (Kelvin lähempänä nollaa), jossa vastus laskee jyrkästi nollaan.
kaasu
Kaasut toimivat dielektrisinä ja eivät pysty johtamaan sähkövirtaa. Ja jotta se muodostuisi, tarvitaan latauskantajia. Ionit toimivat roolissaan, ja ne syntyvät ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta.
Riippuvuutta voidaan pitää esimerkkinä. Kokeessa käytetään samaa mallia kuin edellisessä kokeessa, vain johtimet korvataan metallilevyillä. Niiden välillä tulisi olla pieni tila. Ampeerimittarin tulisi osoittaa virran puute. Kun asetat polttimen levyjen väliin, laite osoittaa virran, joka kulkee kaasuväliaineen läpi.
Alla on kaavio kaasupurkauksen virta-jänniteominaisuuksista, jossa havaitaan, että ionisoitumisen lisääntyminen alkuvaiheessa kasvaa, silloin virran riippuvuus jännitteestä pysyy muuttumattomana (ts. Kun jännite kasvaa, virta pysyy samana) ja jyrkkä nousu virrassa, mikä johtaa dielektrisen kerroksen hajoamiseen .
Mieti kaasujen johtavuus käytännössä. Kaasujen sähkövirran kulkua käytetään loistelampuissa ja lampuissa. Tässä tapauksessa katodi ja anodi, kaksi elektrodia asetetaan pulloon, jossa on inerttiä kaasua. Kuinka tämä ilmiö riippuu kaasusta? Kun lamppu syttyy, kaksi filamenttia lämmitetään ja syntyy termioninen säteily.Polttimon sisällä on päällystetty fosforilla, joka emittoi näkemäämme valoa. Kuinka elohopea riippuu fosforista? Elohopeahöyryt elektronien kanssa pommitettaessa muodostavat infrapunasäteilyn, joka puolestaan säteilee valoa.
Jos katodin ja anodin välillä käytetään jännitettä, kaasunjohtavuus tapahtuu.
nesteet
Nesteiden virranjohtimet ovat anionit ja kationit, jotka liikkuvat ulkoisen sähkökentän takia. Elektronien johtavuus on vähäinen. Harkitse vastuksen riippuvuutta nesteiden lämpötilasta.
missä:
- elektrolyytin
- akku
- ampeerimittari
Elektrolyyttien vaikutuksen lämmitykseen riippuvuus määritetään kaavalla:
Missä a on negatiivisen lämpötilan kerroin.
Kuinka R riippuu lämmityksestä (t), näkyy alla olevassa kaaviossa:
Tämä suhde tulee ottaa huomioon akkuja ja akkuja ladattaessa.
puolijohteet
Ja kuinka vastus riippuu puolijohteiden lämmityksestä? Ensin puhutaan termistoreista. Nämä ovat laitteita, jotka muuttavat sähkövastustaan lämmön vaikutuksesta. Tämän puolijohteen lämpötilakestokerroin (TCS) on suuruusluokkaa suurempi kuin metalleja. Sekä positiivisilla että negatiivisilla johtimilla, niillä on tietyt ominaisuudet.
Missä: 1 - tämä on TCS vähemmän kuin nolla; 2 - TCS on suurempi kuin nolla.
Jotta sellaiset johtimet kuin termistorit alkavat toimia, ota mikä tahansa kohta I-V-ominaisuudesta perustana:
- jos elementin lämpötila on alle nollan, niin tällaisia johtimia käytetään releenä;
- hallita muuttuvaa virtaa, samoin kuin mitä lämpötilaa ja jännitettä, käytä lineaarista osaa.
Termistoria käytetään tarkistamaan ja mittaamaan sähkömagneettista säteilyä, joka suoritetaan erittäin korkeilla taajuuksilla. Tästä syystä näitä johtimia käytetään järjestelmissä, kuten palohälyttimissä, lämmön todentamisessa ja irtotavaran ja nesteiden käytön valvonnassa. Ne termistorit, joissa TCS on alle nollan, käytetään jäähdytysjärjestelmissä.
Nyt termoelementteistä. Kuinka Seebeck-ilmiö vaikuttaa termoelementteihin? Riippuvuus on, että tällaiset johtimet toimivat tämän ilmiön perusteella. Kun risteyksen lämpötila nousee kuumentuessa, suljetun piirin risteykseen ilmestyy EMF. Siten heidän riippuvuus ilmenee ja lämpöenergia muuttuu sähköksi. Prosessin ymmärtämiseksi suosittelen, että opit ohjeita siitäkuinka itse tehdä termosähkögeneraattori.
Tällaista laitetta kutsutaan termoelementiksi. Termoelementtejä käytetään pienitehoisina virranlähteinä sekä digitaalisen laskentalaitteen lämpötilojen mittaamiseen, jolloin mittojen tulisi olla pieniä ja lukemat tarkkoja.
Lisätietoja puolijohteista ja lämmityksen vaikutuksesta niiden vastukseen kuvataan videossa:
Viimeinen asia, josta haluaisin puhua, ovat jääkaapit ja puolijohdelämmittimet. Puolijohdeliitännät tarjoavat lämpötilaeron suunnittelussa jopa kuusikymmentä astetta. Tämän ansiosta suunniteltiin jäähdytyskaappi. Jäähdytyslämpötila tällaisessa kammiossa saavuttaa - 16 astetta. Elementtien toiminnan perusta on lämpöparien käyttö, joiden läpi sähkövirta kulkee.
Joten tutkimme johtimen resistanssin riippuvuutta lämpötilasta. Toivomme, että annetut tiedot olivat sinulle ymmärrettäviä ja hyödyllisiä!
Et todellakaan tiedä:
Ladataan ...
