Hvordan er motstanden til en leder avhengig av temperaturen?
metaller
Hvordan påvirker temperaturen metaller? For å finne ut av denne avhengigheten ble det utført et eksperiment: et batteri, et ammeter, en ledning og en lommelykt er koblet sammen ved hjelp av ledninger. Da må du måle strømmen i kretsen. Etter at målingene er tatt, må du ta brenneren til ledningen og varme den. Når ledningen varmes opp, ser man at motstanden øker, og ledningsevnen til metallet synker.
der:
- Metalltråd
- batteri
- amperemeter
Avhengighet er indikert og begrunnet med formlene:
Fra disse formlene følger det at lederen R bestemmes av formelen:
Et eksempel på avhengighet av metallresistens på temperatur er gitt i videoen:
Det er også nødvendig å ta hensyn til en slik egenskap som superledelse. Hvis miljøforholdene er normale, reduserer lederne motstanden når den er avkjølt. Grafen nedenfor viser hvordan temperatur og resistivitet i kvikksølv avhenger.
Supreledningsevne er et fenomen som oppstår når et materiale når en kritisk temperatur (Kelvin nærmere null), der motstanden synker kraftig til null.
gass
Gasser spiller rollen som et dielektrikum og kan ikke lede en elektrisk strøm. Og for at det skal danne seg, er det behov for ladebærere. Joner opptrer i sin rolle, og de oppstår på grunn av påvirkning fra eksterne faktorer.
Avhengighet kan betraktes som et eksempel. For eksperimentet brukes samme design som i forrige eksperiment, bare ledere er erstattet med metallplater. Det skal være et lite mellomrom mellom dem. Ammeteret skulle indikere mangel på strøm. Når du plasserer brenneren mellom platene, vil enheten indikere strømmen som går gjennom gassmediet.
Nedenfor er en graf over strømspenningskarakteristikken for en gassutladning, der man ser at økningen i ionisering i begynnelsestrinnet øker, da forblir avhengigheten av strømmen av spenning uendret (det vil si når spenningen øker, strømmen forblir den samme) og en kraftig økning i strømmen, noe som fører til nedbryting av det dielektriske laget .
Vurder konduktiviteten til gasser i praksis. Overføring av elektrisk strøm i gasser brukes i lysrør og lamper. I dette tilfellet er katoden og anoden, to elektroder plassert i en kolbe, der det er en inert gass. Hvordan er dette fenomenet avhengig av gass? Når lampen slås på, blir to filamenter oppvarmet, og termisk utslipp opprettes.Inni pæren er belagt med en fosfor som avgir lyset som vi ser. Hvordan er kvikksølv avhengig av fosfor? Kvikksølvdamp danner infrarød stråling, bombardert med elektroner, som igjen avgir lys.
Hvis spenning tilføres mellom katoden og anoden, oppstår gasskonduktivitet.
væsker
Strømledere i væsker er anioner og kationer som beveger seg på grunn av et eksternt elektrisk felt. Elektroner gir ubetydelig ledningsevne. Vurder avhengigheten av motstanden på temperaturen i væsker.
der:
- elektrolytt
- batteri
- amperemeter
Avhengigheten av effekten av elektrolytter på oppvarming er foreskrevet av formelen:
Hvor a er den negative temperaturkoeffisienten.
Hvordan R avhenger av oppvarming (t), vises i grafen nedenfor:
Dette forholdet bør tas i betraktning når du lader batterier og batterier.
halvledere
Og hvordan er motstand avhengig av oppvarming i halvledere? La oss først snakke om termistorer. Dette er enheter som endrer deres elektriske motstand under påvirkning av varme. Denne halvlederen har en temperaturmotstandskoeffisient (TCS) i en størrelsesorden høyere enn metaller. Både positive og negative ledere, de har visse egenskaper.
Hvor: 1 - dette er TCS mindre enn null; 2 - TCS er større enn null.
For at ledere som termistorer skal begynne å jobbe, ta noen poeng med I-V-karakteristikken som grunnlag:
- hvis temperaturen på elementet er mindre enn null, brukes slike ledere som et relé;
- for å kontrollere skiftestrømmen, samt hvilken temperatur og spenning, bruk en lineær seksjon.
Termistorer brukes når man kontrollerer og måler elektromagnetisk stråling, som utføres ved ultrahøye frekvenser. På grunn av dette brukes disse lederne i systemer som brannalarmer, varmeverifisering og kontroll av bruken av bulkmedier og væsker. De termistorene der TCS er mindre enn null, brukes i kjølesystemer.
Nå om termoelementene. Hvordan påvirker Seebeck-fenomenet termoelementer? Avhengigheten er at slike ledere opererer på grunnlag av dette fenomenet. Når temperaturen i krysset øker med oppvarming, vises en EMF i krysset til lukket krets. Dermed manifesteres deres avhengighet og termisk energi blir konvertert til elektrisitet. For å forstå prosessen fullt ut, anbefaler jeg deg å studere instruksjonene våre for hvordan du gjør dethvordan lage en termoelektrisk generator selv.
En slik enhet kalles et termoelement. Termoelementer brukes som strømkilder med lite strøm, så vel som for å måle temperaturene til en digital databehandlingsenhet, der dimensjonene skal være små og avlesningene nøyaktige.
Flere detaljer om halvledere og effekten av oppvarming på deres motstand er beskrevet i videoen:
Det siste jeg vil snakke om er kjøleskap og halvlederovner. Halvlederforbindelser gir en temperaturforskjell på opptil seksti grader i designet. Takket være dette ble et kjøleskap designet. Kjøletemperaturen i et slikt kammer når - 16 grader. Grunnlaget for driften av elementene er bruken av termoelementer som elektrisk strøm passerer gjennom.
Så vi undersøkte avhengigheten av lederens motstand på temperatur. Vi håper at informasjonen som ble gitt, var forståelig og nyttig for deg!
Du vet absolutt ikke:
Laster inn ...
