Հաղորդավարի դիմադրությունը կախված է ջերմաստիճանից՝ ըստ օրենքի։ Թե ինչպես է դիմադրությունը կախված ջերմաստիճանից: Ինչպե՞ս կարելի է բացատրել հաղորդիչի դիմադրողականության գծային կախվածությունը ջերմաստիճանից
Հիշեք, թե որն է ֆիզիկական քանակությունկոչվում է դիմադրություն:
Ինչից և ինչպես է կախված մետաղական հաղորդիչի դիմադրությունը:
Տարբեր նյութեր ունեն տարբեր դիմադրողականություն (տես § 101): Արդյո՞ք դիմադրությունը կախված է հաղորդիչի վիճակից: նրա ջերմաստիճանից? Պատասխանը պետք է բխի փորձից։
Եթե մարտկոցից հոսանքն անցկացնեք պողպատե պարույրի միջով, այնուհետև սկսեք տաքացնել այն այրիչի բոցի մեջ, ապա ամպաչափը ցույց կտա ընթացիկ ուժի նվազում: Սա նշանակում է, որ ջերմաստիճանի փոփոխության հետ փոխվում է հաղորդիչի դիմադրությունը:
Եթե 0 ° C-ին հավասար ջերմաստիճանում հաղորդիչի դիմադրությունը R 0 է, իսկ t ջերմաստիճանում այն հավասար է R-ի, ապա դիմադրության հարաբերական փոփոխությունը, ինչպես ցույց է տալիս փորձը, ուղիղ համեմատական է t ջերմաստիճանի փոփոխությանը։ :
α համաչափության գործակիցը կոչվում է դիմադրության ջերմաստիճանի գործակից։
Այն բնութագրում է նյութի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից։
Բոլոր մետաղական հաղորդիչների համար α > գործակիցը
Երբ դիրիժորը ջեռուցվում է, նրա երկրաչափական չափերը մի փոքր փոխվում են: Հաղորդավարի դիմադրությունը փոխվում է հիմնականում նրա դիմադրողականության փոփոխության պատճառով: Դուք կարող եք գտնել դրա կախվածությունը դիմադրողականությունջերմաստիճանի վրա, եթե արժեքները փոխարինվում են բանաձևով (16.1) Հաշվարկները հանգեցնում են հետևյալ արդյունքի.
ρ = ρ 0 (1 + αt), կամ ρ = ρ 0 (1 + αΔT), (16.2)
որտեղ ΔT-ն բացարձակ ջերմաստիճանի փոփոխությունն է:
Դիմադրության աճը կարելի է բացատրել նրանով, որ ջերմաստիճանի բարձրացմամբ մեծանում է բյուրեղային ցանցի հանգույցներում իոնային տատանումների ամպլիտուդը, ուստի ազատ էլեկտրոնները ավելի հաճախ են բախվում դրանց՝ կորցնելով շարժման ուղղությունը։ Չնայած a գործակիցը բավականին փոքր է, հաշվի առնելով ջերմաստիճանից դիմադրության կախվածությունը ջեռուցման սարքերի պարամետրերը հաշվարկելիս բացարձակապես անհրաժեշտ է: Այսպիսով, շիկացած լամպի վոլֆրամի թելի դիմադրությունը մեծանում է ավելի քան 10 անգամ, երբ դրա միջով հոսանք է անցնում տաքացման պատճառով:
Որոշ համաձուլվածքների համար, օրինակ, պղնձի և նիկելի համաձուլվածքի համար (Կոնստանտին), դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը շատ փոքր է՝ α ≈ 10 -5 K -1; Կոնստանտինի հատուկ դիմադրությունը մեծ է. ρ ≈ 10 -6 Օմ մ: Նման համաձուլվածքները օգտագործվում են հղման դիմադրության և չափիչ գործիքների լրացուցիչ դիմադրիչների արտադրության համար, այսինքն՝ այն դեպքերում, երբ պահանջվում է, որ դիմադրությունը նկատելիորեն չփոխվի ջերմաստիճանի հետ: տատանումներ.
Կան նաև այնպիսի մետաղներ, օրինակ՝ նիկելը, անագը, պլատինը և այլն, որոնց ջերմաստիճանի գործակիցը շատ ավելի բարձր է՝ α ≈ 10 -3 K -1։ Նրանց դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից կարող է օգտագործվել հենց ջերմաստիճանը չափելու համար, որն իրականացվում է դիմադրողական ջերմաչափեր.
Կիսահաղորդչային նյութերից պատրաստված սարքերը նույնպես հիմնված են ջերմաստիճանից դիմադրության կախվածության վրա. թերմիստորներ. Դրանք բնութագրվում են դիմադրության մեծ ջերմաստիճանի գործակից (տասնյակ անգամ ավելի բարձր, քան մետաղների համար այս գործակիցը), բնութագրերի կայունությունը ժամանակի ընթացքում։ Թերմիստորների անվանական դիմադրությունը շատ ավելի բարձր է, քան մետաղական դիմադրության ջերմաչափերը, այն սովորաբար կազմում է 1, 2, 5, 10, 15 և 30 կՕմ:
>>Ֆիզիկա. Հաղորդավարի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից
Տարբեր նյութեր ունեն տարբեր դիմադրողականություն (տես § 104): Արդյո՞ք դիմադրությունը կախված է հաղորդիչի վիճակից: նրա ջերմաստիճանից? Պատասխանը պետք է բխի փորձից։
Եթե մարտկոցից հոսանքն անցկացնեք պողպատե կծիկի միջով, այնուհետև սկսեք տաքացնել այն այրիչի բոցի մեջ, ապա ամպաչափը ցույց կտա ընթացիկ ուժի նվազում: Սա նշանակում է, որ ջերմաստիճանի փոփոխության հետ փոխվում է հաղորդիչի դիմադրությունը:
Եթե 0°C ջերմաստիճանի դեպքում հաղորդիչի դիմադրությունը կազմում է R0և ջերմաստիճանում տայն հավասար է Ռ, ապա դիմադրության հարաբերական փոփոխությունը, ինչպես ցույց է տալիս փորձը, ուղիղ համեմատական է ջերմաստիճանի փոփոխությանը տ:
Համաչափության գործոն α
կանչեց դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը. Այն բնութագրում է նյութի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից։ Դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը թվայինորեն հավասար է հաղորդիչի դիմադրության հարաբերական փոփոխությանը 1 Կ-ով տաքացնելիս: Բոլոր մետաղական հաղորդիչների համար գործակիցը α
> 0 և մի փոքր փոխվում է ջերմաստիճանի հետ: Եթե ջերմաստիճանի փոփոխության միջակայքը փոքր է, ապա ջերմաստիճանի գործակիցը կարելի է համարել հաստատուն և հավասար իր միջին արժեքին այս ջերմաստիճանի միջակայքում: Մաքուր մետաղների համար α ≈
1/273 Կ -1. ժամը էլեկտրոլիտային լուծույթներ, դիմադրությունը չի աճում ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, այլ նվազում է. Նրանց համար α
α ≈ -0.02 K -1.
Երբ դիրիժորը ջեռուցվում է, նրա երկրաչափական չափերը մի փոքր փոխվում են: Հաղորդավարի դիմադրությունը փոխվում է հիմնականում նրա դիմադրողականության փոփոխության պատճառով: Դուք կարող եք գտնել այս դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից, եթե փոխարինեք բանաձևի արժեքները (16.1)
. Հաշվարկները հանգեցնում են հետևյալ արդյունքի.
Ինչպես α
հաղորդիչի ջերմաստիճանի փոփոխությամբ քիչ է փոխվում, այնուհետև կարող ենք ենթադրել, որ հաղորդիչի դիմադրողականությունը գծայինորեն կախված է ջերմաստիճանից ( նկ.16.2).
Դիմադրության աճը կարելի է բացատրել նրանով, որ ջերմաստիճանի բարձրացմամբ մեծանում է բյուրեղային ցանցի հանգույցներում իոնային տատանումների ամպլիտուդը, ուստի ազատ էլեկտրոնները ավելի հաճախ են բախվում դրանց՝ կորցնելով շարժման ուղղությունը։ Չնայած գործակիցը α
բավականին փոքր է, հաշվի առնելով ջերմաստիճանից դիմադրության կախվածությունը ջեռուցման սարքերը հաշվարկելիս բացարձակապես անհրաժեշտ է: Այսպիսով, շիկացած լամպի վոլֆրամի թելի դիմադրությունը մեծանում է ավելի քան 10 անգամ, երբ դրա միջով հոսանք է անցնում:
Որոշ համաձուլվածքների համար, ինչպիսիք են պղնձի և նիկելի համաձուլվածքը (կոնստանտան), դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը շատ փոքր է. α
≈ 10 -5 K -1; կոնստանտանի դիմադրողականությունը մեծ է. ρ
≈ 10 -6 Ohm m Նման համաձուլվածքները օգտագործվում են հղման դիմադրությունների և չափիչ գործիքների լրացուցիչ դիմադրությունների արտադրության համար, այսինքն, այն դեպքերում, երբ պահանջվում է, որ դիմադրությունը նկատելիորեն չփոխվի ջերմաստիճանի տատանումներով:
Մետաղների դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից օգտագործվում է դիմադրողական ջերմաչափեր. Սովորաբար, որպես այդպիսի ջերմաչափի հիմնական աշխատանքային տարր, վերցվում է պլատինե մետաղալար, որի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից լավ հայտնի է: Ջերմաստիճանի փոփոխությունները դատվում են մետաղալարերի դիմադրության փոփոխությամբ, որը կարելի է չափել:
Այս ջերմաչափերը կարող են չափել շատ ցածր և շատ բարձր ջերմաստիճաններերբ սովորական հեղուկ ջերմաչափերոչ պիտանի.
Մետաղների դիմադրողականությունը գծայինորեն մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ։ Էլեկտրոլիտային լուծույթներում այն նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:
???
1. Ե՞րբ է լամպը ավելի շատ էներգիա սպառում` այն միացնելուց անմիջապես հետո, թե՞ մի քանի րոպե հետո:
2. Եթե էլեկտրական վառարանի կծիկի դիմադրությունը չի փոխվել ջերմաստիճանի հետ, ապա դրա երկարությունը անվանական հզորության դեպքում պետք է ավելի մեծ կամ պակաս լինի:
Գ.Յա.Մյակիշև, Բ.Բ.Բուխովցև, Ն.Ն.Սոցկի, Ֆիզիկա 10-րդ դասարան
Դասի բովանդակությունը դասի ամփոփումաջակցություն շրջանակային դասի ներկայացման արագացուցիչ մեթոդներ ինտերակտիվ տեխնոլոգիաներ Պրակտիկա առաջադրանքներ և վարժություններ ինքնաքննության սեմինարներ, թրեյնինգներ, դեպքեր, որոնումներ տնային առաջադրանքների քննարկման հարցեր հռետորական հարցեր ուսանողներից Նկարազարդումներ աուդիո, տեսահոլովակներ և մուլտիմեդիալուսանկարներ, նկարներ գրաֆիկա, աղյուսակներ, սխեմաներ հումոր, անեկդոտներ, կատակներ, կոմիքսներ առակներ, ասացվածքներ, խաչբառեր, մեջբերումներ Հավելումներ վերացականներհոդվածներ չիպսեր հետաքրքրասեր խաբեբա թերթիկների համար դասագրքեր հիմնական և լրացուցիչ տերմինների բառարան այլ Դասագրքերի և դասերի կատարելագործումուղղել դասագրքի սխալներըԴասագրքի նորարարության տարրերի թարմացում դասագրքում՝ հնացած գիտելիքները նորերով փոխարինելով Միայն ուսուցիչների համար կատարյալ դասեր օրացուցային պլանտարվա մեթոդական առաջարկություններ քննարկման ծրագրի Ինտեգրված դասերԵթե ունեք ուղղումներ կամ առաջարկություններ այս դասի համար,
Իր գործնական գործունեության մեջ յուրաքանչյուր էլեկտրիկ հանդիպում է տարբեր պայմաններլիցքակիրների անցումը մետաղների, կիսահաղորդիչների, գազերի և հեղուկների մեջ. Ազդեցվում է հոսանքի քանակությունը էլեկտրական դիմադրություն, որը տարբեր կերպ է տարբերվում ազդեցության տակ միջավայրը.
Այդ գործոններից մեկն է ջերմաստիճանի ազդեցություն. Քանի որ այն զգալիորեն փոխում է հոսանքի հոսքի պայմանները, այն հաշվի է առնվում դիզայներների կողմից էլեկտրական սարքավորումների արտադրության մեջ: Էլեկտրական կայանքների սպասարկման և շահագործման մեջ ներգրավված էլեկտրական անձնակազմից պահանջվում է գրագետ օգտագործել այս հատկանիշները գործնական աշխատանքում:
Ջերմաստիճանի ազդեցությունը մետաղների էլեկտրական դիմադրության վրա
Դպրոցական ֆիզիկայի դասընթացում առաջարկվում է անցկացնել այսպիսի փորձ՝ վերցնել ամպաչափ, մարտկոց, մի կտոր մետաղալար, միացնող լարեր և այրիչ։ Մարտկոցով ամպաչափի փոխարեն կարող եք միացնել օմմետր կամ օգտագործել դրա ռեժիմը մուլտիմետրում:
Այժմ մենք այրիչի բոցը բերում ենք մետաղալարին և սկսում ենք տաքացնել այն: Եթե նայեք ամպաչափին, կտեսնեք, որ սլաքը կտեղափոխվի ձախ և կհասնի կարմիրով նշված դիրքին։
Փորձի արդյունքը ցույց է տալիս, որ երբ մետաղները տաքացվում են, դրանց հաղորդունակությունը նվազում է, իսկ դիմադրությունը մեծանում է։
Այս երեւույթի մաթեմատիկական հիմնավորումը տրված է հենց նկարում պատկերված բանաձեւերով։ Ստորին արտահայտության մեջ հստակ երևում է, որ մետաղական հաղորդիչի «R» դիմադրությունը ուղիղ համեմատական է նրա «T» ջերմաստիճանին և կախված է ևս մի քանի պարամետրերից։
Ինչպես են մետաղների տաքացումը գործնականում սահմանափակում էլեկտրական հոսանքը
Շիկացման լամպեր
Ամեն օր, երբ լուսավորությունը միացված է, մենք հանդիպում ենք այս հատկության դրսևորմանը շիկացած լամպերում: Մենք պարզ չափումներ կիրականացնենք 60 վտ հզորությամբ լամպի վրա։
Ամենապարզ օմմետրով, որը սնուցվում է ցածր լարման 4,5 Վ մարտկոցով, մենք չափում ենք դիմադրությունը բազայի կոնտակտների միջև և տեսնում ենք 59 ohms արժեքը: Այս արժեքը ունի սառը վիճակում գտնվող թելիկ:
Լամպը պտտում ենք քարթրիջի մեջ և ամպաչափի միջոցով միացնում ենք տան ցանցի 220 վոլտ լարումը։ Ամպերաչափի սլաքը ցույց կտա 0,273 ամպեր: Եկեք որոշենք թելի դիմադրությունը տաքացված վիճակում: Այն կկազմի 896 ohms և 15,2 անգամ կգերազանցի օմմետրի նախորդ ցուցանիշը:
Նման ավելցուկը պաշտպանում է ջերմային մարմնի մետաղը այրումից և ոչնչացումից՝ ապահովելով դրա երկարաժամկետ կատարումը լարման տակ։
Միացնել անցողիկները
Երբ թելիկն աշխատում է, դրա վրա ջերմային հավասարակշռություն է ստեղծվում անցումից առաջացած ջեռուցման միջև էլեկտրական հոսանքև ջերմության մի մասի հեռացումը շրջակա միջավայր: Բայց, նախ սկզբնական փուլԼարման կիրառման ժամանակ միանալով, տեղի են ունենում անցողիկներ, որոնք ստեղծում են ներխուժման հոսանք, որը կարող է հանգեցնել թելի այրման:
Անցումային պրոցեսները տեղի են ունենում կարճ ժամանակում և առաջանում են նրանով, որ մետաղի տաքացումից էլեկտրական դիմադրության աճի տեմպերը չեն համընթաց հոսանքի աճին: Դրանց ավարտից հետո գործառնական ռեժիմը սահմանվում է:
Լամպի երկար փայլի ժամանակ նրա թելքի հաստությունը աստիճանաբար հասնում է կրիտիկական վիճակի, ինչը հանգեցնում է այրման: Ամենից հաճախ այս պահը տեղի է ունենում հաջորդ նոր ընդգրկման ժամանակ:
Լամպի կյանքը երկարացնելու համար տարբեր ճանապարհներնվազեցնել այս ներխուժման հոսանքը՝ օգտագործելով.
1. սարքեր, որոնք ապահովում են լարման սահուն մատակարարում և հեռացում.
2. ռեզիստորներ, կիսահաղորդիչներ կամ թերմիստորներ (թերմիստորներ) թելիկին շարքով միացնելու շղթաներ։
Սահմանափակման եղանակներից մեկի օրինակ մեկնարկային հոսանքըմեքենայի լույսերի համար ներկայացված է ստորև նկարում:
Այստեղ հոսանքը մատակարարվում է լամպին SA անջատիչ անջատիչը միացնելուց հետո FU ապահովիչի միջոցով և սահմանափակվում է ռեզիստորով R, որի արժեքը ընտրվում է այնպես, որ անցումային ժամանակ հոսանքի ալիքը չգերազանցի անվանական արժեքը:
Երբ թելիկը ջեռուցվում է, նրա դիմադրությունը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է նրա կոնտակտների և KL1 ռելեի զուգահեռ միացված ոլորման միջև պոտենցիալ տարբերության ավելացմանը: Երբ լարումը հասնում է ռելեի պարամետրին, սովորաբար բաց կոնտակտը KL1 փակվում է և անջատում դիմադրությունը: Արդեն հաստատված ռեժիմի գործառնական հոսանքը կսկսի հոսել լամպի միջով։
Աշխատանքում օգտագործվում է մետաղի ջերմաստիճանի ազդեցությունը նրա էլեկտրական դիմադրության վրա չափիչ գործիքներ. Նրանք կոչվում են.
Նրանց զգայուն տարրը պատրաստված է բարակ մետաղական մետաղալարից, որի դիմադրությունը խնամքով չափվում է որոշակի ջերմաստիճաններում։ Այս թելը ամրացված է կայուն ջերմային հատկություններով պատյանում և ծածկված է պաշտպանիչ ծածկով։ Ստեղծված կառուցվածքը տեղադրվում է այնպիսի միջավայրում, որի ջերմաստիճանը պետք է մշտապես վերահսկվի։
Էլեկտրական շղթայի լարերը տեղադրվում են զգայուն տարրի տերմինալների վրա, որոնցով միացված է դիմադրության չափման սխեման: Դրա արժեքը վերածվում է ջերմաստիճանի արժեքների՝ հիմնվելով նախկինում կատարված գործիքի չափորոշման վրա:
Baretter - ընթացիկ կայունացուցիչ
Սա սարքի անունն է, որը բաղկացած է գազային ջրածնով ապակե կնքված գլանից և երկաթից, վոլֆրամից կամ պլատինից պատրաստված մետաղալար պարույրից։ Այս դիզայնը արտաքին տեսքով նման է շիկացած լամպի, սակայն այն ունի հատուկ վոլտ-ամպեր ոչ գծային բնութագիր:
I–V հատկանիշի վրա իր որոշակի տիրույթում, աշխատանքային գոտի, որը կախված չէ ջեռուցման մարմնին կիրառվող լարման տատանումներից։ Այս բաժնում փոխանակումը լավ փոխհատուցում է հոսանքի ալիքները և աշխատում է որպես ընթացիկ կայունացուցիչ՝ դրան հաջորդաբար միացված բեռի վրա:
Փոխանակման աշխատանքը հիմնված է թելի ջերմային իներցիայի հատկության վրա, որն ապահովվում է թելի փոքր խաչմերուկով և նրան շրջապատող ջրածնի բարձր ջերմահաղորդականությամբ։ Դրա շնորհիվ, երբ սարքի վրա լարումը նվազում է, դրա թելից ջերմության հեռացումն արագանում է:
Սա փոխանակման և շիկացած լուսավորության լամպերի հիմնական տարբերությունն է, որոնցում փայլի պայծառությունը պահպանելու համար նրանք ձգտում են նվազեցնել կոնվեկտիվ ջերմության կորուստը թելից:
Գերհաղորդունակություն
Նորմալ շրջակա միջավայրի պայմաններում, երբ մետաղական հաղորդիչը սառչում է, նրա էլեկտրական դիմադրությունը նվազում է:
Երբ կրիտիկական ջերմաստիճանը հասնում է, մոտ զրոյական աստիճանի, ըստ Kelvin չափման համակարգի, կա դիմադրության կտրուկ անկում մինչև զրոյի: Ճիշտ պատկերը ցույց է տալիս սնդիկի նման կախվածությունը:
Այս երևույթը, որը կոչվում է գերհաղորդականություն, համարվում է հեռանկարային տարածք հետազոտության համար, որպեսզի ստեղծվեն նյութեր, որոնք կարող են զգալիորեն նվազեցնել էլեկտրաէներգիայի կորուստը երկար հեռավորությունների վրա դրա փոխանցման ժամանակ:
Այնուամենայնիվ, գերհաղորդականության շարունակական ուսումնասիրությունները բացահայտել են մի շարք օրինաչափություններ, երբ այլ գործոններ ազդում են կրիտիկական ջերմաստիճանների տարածաշրջանում գտնվող մետաղի էլեկտրական դիմադրության վրա: Մասնավորապես, փոփոխական հոսանքի անցման ժամանակ նրա տատանումների հաճախականության աճով առաջանում է դիմադրություն, որի արժեքը հասնում է միջակայքի. սովորական արժեքներլուսային ալիքների շրջանով ներդաշնակությունների համար։
Ջերմաստիճանի ազդեցությունը գազերի էլեկտրական դիմադրության/հաղորդականության վրա
Գազերը և սովորական օդը դիէլեկտրիկներ են և էլեկտրականություն չեն փոխանցում։ Դրա առաջացման համար անհրաժեշտ են լիցքակիրներ, որոնք արտաքին գործոնների արդյունքում առաջացած իոններ են։
Ջեռուցումը կարող է առաջացնել իոնացում և իոնների տեղափոխում միջավայրի մի բևեռից մյուսը: Դուք կարող եք դա հաստատել օրինակով պարզ փորձ. Վերցնենք նույն սարքավորումը, որն օգտագործվել է մետաղական հաղորդիչի դիմադրության վրա ջեռուցման ազդեցությունը որոշելու համար, բայց մետաղալարի փոխարեն մենք լարերին միացնում ենք օդային տարածությամբ առանձնացված երկու մետաղական թիթեղներ։
Շղթային միացված ամպաչափը ցույց կտա հոսանքի բացակայությունը: Եթե թիթեղների միջև տեղադրվի այրիչի բոց, սարքի սլաքը կշեղվի զրոյից և ցույց կտա գազային միջավայրով անցնող հոսանքի արժեքը:
Այսպիսով, պարզվեց, որ տաքացման ժամանակ գազերում իոնացում է տեղի ունենում՝ հանգեցնելով էլեկտրական լիցքավորված մասնիկների շարժմանը և միջավայրի դիմադրության նվազմանը։
Ընթացիկ արժեքի վրա ազդում է արտաքին կիրառվող լարման աղբյուրի հզորությունը և դրա կոնտակտների միջև պոտենցիալ տարբերությունը: Այն ունակ է ճեղքել գազերի մեկուսիչ շերտը բարձր արժեքներով։ Բնության մեջ նման դեպքի բնորոշ դրսեւորումը կայծակի բնական արտանետումն է ամպրոպի ժամանակ։
Գազերում ընթացիկ հոսքի ընթացիկ-լարման բնութագրիչի մոտավոր պատկերը ներկայացված է գրաֆիկում:
Սկզբնական փուլում ջերմաստիճանի և պոտենցիալ տարբերության ազդեցության տակ նկատվում է իոնացման աճ և հոսանքի անցում մոտավորապես գծային օրենքի համաձայն։ Այնուհետև կորը դառնում է հորիզոնական, երբ լարման աճը չի առաջացնում հոսանքի ավելացում:
Քայքայման երրորդ փուլը տեղի է ունենում, երբ կիրառվող դաշտի բարձր էներգիան արագացնում է իոնները, այնպես որ նրանք սկսում են բախվել չեզոք մոլեկուլների հետ՝ զանգվածաբար դրանցից նոր լիցքի կրիչներ ստեղծելով։ Արդյունքում, հոսանքը կտրուկ ավելանում է՝ առաջացնելով դիէլեկտրական շերտի քայքայում։
Գազերի հաղորդունակության գործնական օգտագործում
Գազերի միջոցով հոսանքի հոսքի ֆենոմենն օգտագործվում է էլեկտրոնային լամպերի և լյումինեսցենտային լամպերի մեջ։
Դա անելու համար իներտ գազով կնքված ապակե բալոնի ներսում տեղադրվում են երկու էլեկտրոդներ.
2. կաթոդ.
Լյումինեսցենտային լամպի մեջ դրանք պատրաստվում են թելերի տեսքով, որոնք միացնելիս տաքացվում են տերմիոնային արտանետում ստեղծելու համար։ Ներքին մակերեսըտափաշիշները ծածկված են ֆոսֆորի շերտով: Այն արձակում է լույսի սպեկտրը, որը մենք տեսնում ենք, որը ձևավորվում է ինֆրակարմիր ճառագայթումից, որը գալիս է էլեկտրոնների հոսքով ռմբակոծված սնդիկի գոլորշուց:
Գազի արտանետման հոսանքը տեղի է ունենում, երբ որոշակի արժեքի լարում է կիրառվում լամպի տարբեր ծայրերում գտնվող էլեկտրոդների միջև:
Երբ թելերից մեկն այրվի, այդ դեպքում էլեկտրոնի արտանետումը կխախտվի այս էլեկտրոդի վրա, և լամպը չի այրվի: Այնուամենայնիվ, եթե կաթոդի և անոդի միջև պոտենցիալ տարբերությունը մեծանա, ապա լամպի ներսում կրկին գազի արտանետում տեղի կունենա, և ֆոսֆորի փայլը կվերսկսվի:
Սա թույլ է տալիս օգտագործել LED լամպեր կոտրված թելերով և երկարացնել դրանց ծառայության ժամկետը: Պետք է միայն նկատի ունենալ, որ այս դեպքում անհրաժեշտ է մի քանի անգամ ավելացնել դրա վրա լարումը, և դա զգալիորեն մեծացնում է էներգիայի սպառումը և անվտանգ օգտագործման ռիսկերը:
Ջերմաստիճանի ազդեցությունը հեղուկների էլեկտրական դիմադրության վրա
Հեղուկների մեջ հոսանքի անցումը հիմնականում առաջանում է կատիոնների և անիոնների շարժման շնորհիվ՝ արտաքին կիրառվող նյութի ազդեցության տակ։ էլեկտրական դաշտ. Հաղորդունակության միայն մի փոքր մասն է ապահովում էլեկտրոնները։
Ջերմաստիճանի ազդեցությունը հեղուկ էլեկտրոլիտի էլեկտրական դիմադրության արժեքի վրա նկարագրված է նկարում ներկայացված բանաձևով։ Քանի որ α ջերմաստիճանի գործակիցի արժեքը դրանում միշտ բացասական է, ապա տաքացման մեծացմամբ հաղորդունակությունը մեծանում է, և դիմադրությունը նվազում է, ինչպես ցույց է տրված գրաֆիկում:
Այս երևույթը պետք է հաշվի առնել հեղուկ ավտոմեքենաների (և ոչ միայն) մարտկոցները լիցքավորելիս:
Ջերմաստիճանի ազդեցությունը կիսահաղորդիչների էլեկտրական դիմադրության վրա
Ջերմաստիճանի ազդեցության տակ կիսահաղորդչային նյութերի հատկությունների փոփոխությունը հնարավորություն տվեց դրանք օգտագործել որպես.
ջերմային դիմադրություն;
ջերմային տարրեր;
սառնարաններ;
ջեռուցիչներ.
Թերմիստորներ
Այս անունը վերաբերում է կիսահաղորդչային սարքերին, որոնք փոխում են իրենց էլեկտրական դիմադրությունը ջերմության ազդեցության տակ: Նրանք շատ ավելի բարձր են, քան մետաղները:
TCR արժեքը կիսահաղորդիչների համար կարող է լինել դրական կամ բացասական նշանակություն. Ըստ այս պարամետրի, դրանք բաժանվում են դրական «RTS» և բացասական «NTC» թերմիստորների: Նրանք ունեն տարբեր բնութագրեր.
Թերմիստորի շահագործման համար ընտրվում է դրա ընթացիկ-լարման բնութագրիչի կետերից մեկը.
գծային հատվածը օգտագործվում է ջերմաստիճանը վերահսկելու կամ փոփոխվող հոսանքները կամ լարումները փոխհատուցելու համար.
CVC-ի նվազող ճյուղ TCS-ով տարրերի համար
Ռելեային թերմիստորի օգտագործումը հարմար է միկրոալիքային հաճախականություններում տեղի ունեցող էլեկտրամագնիսական ճառագայթման գործընթացները վերահսկելու կամ չափելու համար: Սա ապահովեց դրանց օգտագործումը համակարգերում.
1. ջերմային հսկողություն;
2. հրդեհի տագնապ;
3. զանգվածային լրատվամիջոցների և հեղուկների հոսքի վերահսկում:
Սիլիկոնային թերմիստորները փոքր TCR>0-ով օգտագործվում են հովացման համակարգերում և տրանզիստորների ջերմաստիճանի կայունացման համար։
ջերմային տարրեր
Այս կիսահաղորդիչները աշխատում են Seebeck երևույթի հիման վրա. երբ երկու տարբեր մետաղների զոդման տեղը տաքանում է, փակ շղթայի միացման վայրում առաջանում է էմֆ: Այս կերպ նրանք ջերմային էներգիան վերածում են էլեկտրականության։
Երկու նման տարրերի դիզայնը կոչվում է ջերմակույտ: Դրա արդյունավետությունը 7÷10% միջակայքում է:
Ջերմաէլեմենտներն օգտագործվում են թվային հաշվողական սարքերի ջերմաստիճանի չափիչներում, որոնք պահանջում են մանրանկարչական չափեր և ընթերցումների բարձր ճշգրտություն, ինչպես նաև ցածր էներգիայի հոսանքի աղբյուրներ:
Կիսահաղորդչային ջեռուցիչներ և սառնարաններ
Նրանք աշխատում են հակադարձ օգտագործումըջերմազույգեր, որոնց միջով անցնում է էլեկտրական հոսանք. Այս դեպքում հանգույցի մի տեղում այն տաքացվում է, իսկ հակառակ տեղում՝ սառչում։
Սելենի, բիսմուտի, անտիմոնի, թելուրի վրա հիմնված կիսահաղորդչային հանգույցները հնարավորություն են տալիս ջերմային տարրի ջերմաստիճանի տարբերություն ապահովել մինչև 60 աստիճան։ Սա հնարավորություն տվեց կառուցել սառնարանային պահարանկիսահաղորդիչներից, որոնց ջերմաստիճանը հովացման խցիկում մինչև -16 աստիճան է:
Մետաղների դիմադրությունը պայմանավորված է նրանով, որ հաղորդիչում շարժվող էլեկտրոնները փոխազդում են բյուրեղային ցանցի իոնների հետ և կորցնում են էներգիայի մի մասը, որը նրանք ստանում են էլեկտրական դաշտում։
Փորձը ցույց է տալիս, որ մետաղների դիմադրությունը կախված է ջերմաստիճանից։ Յուրաքանչյուր նյութ կարող է բնութագրվել նրա համար հաստատուն արժեքով, որը կոչվում է դիմադրության ջերմաստիճանի գործակից α. Այս գործակիցը հավասար է հաղորդիչի դիմադրողականության հարաբերական փոփոխությանը, երբ այն տաքացվում է 1 Կ-ով: α =
որտեղ ρ 0-ը T 0 = 273 K (0 ° C) ջերմաստիճանում դիմադրողականությունն է, ρ-ը տվյալ ջերմաստիճանում դիմադրողականությունն է: Հետևաբար, մետաղական հաղորդիչի դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից արտահայտվում է որպես գծային ֆունկցիա. ρ = ρ 0 (1+ αT):
Դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից արտահայտվում է նույն գործառույթով.
R = R0 (1+αT):
Մաքուր մետաղների դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցները համեմատաբար քիչ են տարբերվում միմյանցից և մոտավորապես հավասար են 0,004 K-1: Ջերմաստիճանի փոփոխությամբ հաղորդիչների դիմադրության փոփոխությունը հանգեցնում է նրան, որ դրանց ընթացիկ-լարման բնութագիրը գծային չէ: Սա հատկապես նկատելի է այն դեպքերում, երբ հաղորդիչների ջերմաստիճանը զգալիորեն փոխվում է, օրինակ, երբ աշխատում է շիկացած լամպը: Նկարը ցույց է տալիս դրա վոլտ-ամպերի բնութագիրը: Ինչպես երևում է նկարից, ընթացիկ ուժն այս դեպքում ուղիղ համեմատական չէ լարմանը: Այնուամենայնիվ, չպետք է կարծել, որ այս եզրակացությունը հակասում է Օհմի օրենքին։ Օհմի օրենքում ձևակերպված կախվածությունը վավեր է միայն մշտական դիմադրությամբ։Մետաղական հաղորդիչների դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից օգտագործվում է տարբեր չափիչ և ավտոմատ սարքերում։ Դրանցից ամենակարեւորն է դիմադրության ջերմաչափ. Դիմադրության ջերմաչափի հիմնական մասը կերամիկական շրջանակի վրա պլատինե մետաղալար է: Լարը տեղադրվում է այնպիսի միջավայրում, որի ջերմաստիճանը պետք է որոշվի: Չափելով այս մետաղալարի դիմադրությունը և իմանալով դրա դիմադրությունը t 0 \u003d 0 ° С (այսինքն. R0),հաշվարկել միջավայրի ջերմաստիճանը վերջին բանաձևով.
Գերհաղորդականություն.Այնուամենայնիվ, նախկինում վերջ XIXմեջ անհնար էր ստուգել, թե ինչպես է հաղորդիչների դիմադրությունը կախված շատ տարածաշրջանի ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճաններ. Միայն XX դարի սկզբին. Հոլանդացի գիտնական Գ.Կամերլինգ-Օննեսին հաջողվել է հեղուկ վիճակի վերածել ամենադժվար խտացրած գազը՝ հելիումը։ Հեղուկ հելիումի եռման կետը 4,2 Կ է: Սա թույլ տվեց չափել որոշ մաքուր մետաղների դիմադրությունը, երբ դրանք սառչում են մինչև շատ ցածր ջերմաստիճան:
1911 թվականին Կամերլինգ-Օնեսի աշխատանքն ավարտվեց խոշոր հայտնագործությամբ։ Ուսումնասիրելով սնդիկի դիմադրությունը նրա մշտական սառեցման ժամանակ՝ նա պարզել է, որ 4,12 Կ ջերմաստիճանում սնդիկի դիմադրությունը կտրուկ իջել է զրոյի։ Այնուհետև նրան հաջողվեց նույն երևույթը դիտարկել մի շարք այլ մետաղների մեջ, երբ դրանք սառչում էին բացարձակ զրոյին մոտ ջերմաստիճանում: Որոշակի ջերմաստիճանում մետաղի կողմից էլեկտրական դիմադրության ամբողջական կորստի երեւույթը կոչվում է գերհաղորդականություն։
Ոչ բոլոր նյութերը կարող են դառնալ գերհաղորդիչներ, սակայն դրանց թիվը բավականին մեծ է։ Այնուամենայնիվ, նրանցից շատերի մոտ հայտնաբերվել է սեփականություն, որը մեծապես խոչընդոտում է դրանց օգտագործմանը: Պարզվեց, որ մաքուր մետաղների մեծ մասի համար գերհաղորդականությունը անհետանում է, երբ դրանք գտնվում են ուժեղ մագնիսական դաշտում: Հետևաբար, երբ գերհաղորդիչի միջով զգալի հոսանք է անցնում, այն իր շուրջը մագնիսական դաշտ է ստեղծում, և դրա մեջ գերհաղորդականությունը վերանում է։ Այնուամենայնիվ, այս խոչընդոտը հաղթահարելի է. պարզվել է, որ որոշ համաձուլվածքներ, օրինակ՝ նիոբիում և ցիրկոնիում, նիոբիում և տիտան և այլն, ունեն իրենց գերհաղորդականությունը բարձր հոսանքի ուժգնությամբ պահպանելու հատկություն։ Սա թույլ տվեց ավելի լայնորեն օգտագործել գերհաղորդականությունը:
Յուրաքանչյուր նյութ ունի իր դիմադրողականությունը: Ավելին, դիմադրությունը կախված կլինի հաղորդիչի ջերմաստիճանից: Մենք դա կհաստատենք՝ կատարելով հետևյալ փորձը.
Եկեք հոսանք անցկացնենք պողպատե պարույրի միջով։ Պարույրով շղթայում մենք միացնում ենք ամպերմետրը հաջորդաբար: Դա որոշակի արժեք ցույց կտա։ Այժմ պարույրը կրակի մեջ կտաքացնենք գազի այրիչ. Այն հոսանքի արժեքը, որը ցույց կտա ամպաչափը, կնվազի: Այսինքն, ընթացիկ ուժը կախված կլինի դիրիժորի ջերմաստիճանից:
Դիմադրության փոփոխություն ջերմաստիճանի հետ
Թող 0 աստիճան ջերմաստիճանի դեպքում հաղորդիչի դիմադրությունը R0 է, իսկ t ջերմաստիճանի դեպքում դիմադրությունը R է, ապա դիմադրության հարաբերական փոփոխությունը ուղիղ համեմատական կլինի t ջերմաստիճանի փոփոխությանը.
- (R-R0)/R=a*t.
Այս բանաձևում a-ն համաչափության գործակիցն է, որը կոչվում է նաև ջերմաստիճանի գործակից։ Այն բնութագրում է նյութի ունեցած դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից:
Դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցըԹվային առումով հավասար է հաղորդիչի դիմադրության հարաբերական փոփոխությանը, երբ այն տաքացվում է 1 Կելվինով:
Բոլոր մետաղների համար ջերմաստիճանի գործակիցը Զրոյից բարձր։Ջերմաստիճանի փոփոխություններով այն փոքր-ինչ կփոխվի։ Հետևաբար, եթե ջերմաստիճանի փոփոխությունը փոքր է, ապա ջերմաստիճանի գործակիցը կարելի է համարել հաստատուն և հավասար է միջին արժեքին այս ջերմաստիճանի միջակայքից:
Էլեկտրոլիտների լուծույթները ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, դիմադրությունը նվազում է: Այսինքն՝ նրանց համար ջերմաստիճանի գործակիցը կլինի զրոյից պակաս:
Հաղորդավարի դիմադրությունը կախված է հաղորդիչի դիմադրողականությունից և հաղորդիչի չափսերից: Քանի որ դիրիժորի չափերը մի փոքր փոխվում են, երբ ջեռուցվում են, հաղորդիչի դիմադրության փոփոխության հիմնական բաղադրիչը դիմադրողականությունն է:
Հաղորդավարի դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից
Փորձենք գտնել հաղորդիչի դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից։
Փոխարինեք դիմադրության արժեքներից վեր ստացված բանաձեւում` R=p*l/S R0=p0*l/S:
Մենք ստանում ենք հետևյալ բանաձևը.
- p=p0(1+a*t):
Այս կախվածությունը ներկայացված է հետևյալ նկարում.
Փորձենք պարզել, թե ինչու է դիմադրությունը մեծանում
Երբ մենք բարձրացնում ենք ջերմաստիճանը, բյուրեղային ցանցի հանգույցներում իոնների տատանումների ամպլիտուդը մեծանում է։ Հետևաբար, ազատ էլեկտրոնները ավելի հաճախ կբախվեն դրանց: Բախման դեպքում նրանք կկորցնեն իրենց շարժման ուղղությունը: Հետեւաբար հոսանքը կնվազի։
Գոյություն ունենալ տարբեր պայմաններ, որի ժամանակ լիցքակիրները անցնում են որոշակի նյութերի միջով։ Իսկ էլեկտրական հոսանքի լիցքավորման վրա ուղղակի ազդեցությունունի դիմադրություն, որն ունի կախվածություն շրջակա միջավայրից. Էլեկտրական հոսանքի հոսքը փոխող գործոնները ներառում են ջերմաստիճանը: Այս հոդվածում մենք կքննարկենք դիրիժորի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից:
Մետաղներ
Ինչպե՞ս է ջերմաստիճանը ազդում մետաղների վրա: Այս կախվածությունը պարզելու համար նման փորձ է իրականացվել՝ լարերի միջոցով միմյանց միացված են մարտկոցը, ամպաչափը, մետաղալարը և այրիչը։ Այնուհետեւ դուք պետք է չափեք ընթացիկ շղթայում: Ընթերցումները կատարելուց հետո անհրաժեշտ է այրիչը մոտեցնել մետաղալարին և տաքացնել այն: Երբ մետաղալարը տաքացվում է, երևում է, որ դիմադրությունը մեծանում է, իսկ մետաղի հաղորդունակությունը նվազում է։
- մետաղալար
- Մարտկոց
- Ամպերաչափ
Կախվածությունը նշվում և հիմնավորված է բանաձևերով.
Այս բանաձևերից հետևում է, որ R դիրիժորը որոշվում է բանաձևով.
Մետաղների դիմադրության ջերմաստիճանից կախվածության օրինակը ներկայացված է տեսանյութում.
Պետք է նաև ուշադրություն դարձնել այնպիսի հատկության վրա, ինչպիսին է գերհաղորդականությունը: Եթե շրջակա միջավայրի պայմանները նորմալ են, ապա սառչելով, դիրիժորները նվազեցնում են իրենց դիմադրությունը: Ստորև բերված գրաֆիկը ցույց է տալիս, թե ինչպես են կախված ջերմաստիճանը և դիմադրողականությունը սնդիկի մեջ:
Գերհաղորդունակությունը մի երևույթ է, որը տեղի է ունենում, երբ նյութը հասնում է կրիտիկական ջերմաստիճանի (ավելի մոտ է զրոյական Կելվինին), որի դեպքում դիմադրությունը կտրուկ իջնում է մինչև զրոյի:
գազեր
Գազերը գործում են որպես դիէլեկտրիկ և չեն կարող էլեկտրական հոսանք անցկացնել: Իսկ որպեսզի այն ձեւավորվի, լիցքակիրներ են պետք։ Իոնները կատարում են իրենց դերը, և դրանք առաջանում են արտաքին գործոնների ազդեցության պատճառով։
Կախվածությունը կարելի է տեսնել օրինակով. Փորձի համար օգտագործվում է նույն դիզայնը, ինչ նախորդ փորձի ժամանակ, միայն հաղորդիչները փոխարինվում են մետաղական թիթեղներով: Նրանց միջև պետք է լինի փոքր տարածություն. Ամպերաչափը պետք է ցույց տա, որ հոսանք չկա: Երբ այրիչը տեղադրվում է թիթեղների միջև, սարքը ցույց կտա ընթացիկը, որն անցնում է գազային միջավայրով:
Ստորև բերված է գազի արտանետման ընթացիկ-լարման բնութագրիչի գրաֆիկը, որը ցույց է տալիս, որ սկզբնական փուլում իոնացման աճը մեծանում է, այնուհետև հոսանքի կախվածությունը լարումից մնում է անփոփոխ (այսինքն, լարման աճով, հոսանքը մնում է նույնը. ) և ընթացիկ ուժի կտրուկ աճ, ինչը հանգեցնում է դիէլեկտրական շերտի քայքայման:
Դիտարկենք գազերի հաղորդունակությունը գործնականում: Գազերում էլեկտրական հոսանքի անցումը օգտագործվում է լյումինեսցենտային լամպերի և լամպերի մեջ: Այս դեպքում կաթոդը և անոդը, երկու էլեկտրոդները տեղադրվում են կոլբայի մեջ, որի ներսում կա իներտ գազ։ Ինչպե՞ս է այս երեւույթը կախված գազից: Երբ լամպը միացված է, երկու թելերը տաքանում են և ստեղծվում է ջերմային արտանետում: Լամպի ներսը պատված է ֆոսֆորով, որն արձակում է մեր տեսած լույսը: Ինչպե՞ս է սնդիկը կախված ֆոսֆորից: Սնդիկի գոլորշիները, երբ ռմբակոծվում են էլեկտրոններով, առաջանում են ինֆրակարմիր ճառագայթումորն իր հերթին լույս է արձակում։
Եթե լարումը կիրառվում է կաթոդի և անոդի միջև, ապա տեղի է ունենում գազի հաղորդունակություն:
Հեղուկներ
Հեղուկի մեջ հոսանքի հաղորդիչները անիոններ և կատիոններ են, որոնք շարժվում են էլեկտրական արտաքին դաշտի պատճառով: Էլեկտրոններն ապահովում են քիչ հաղորդունակություն։ Դիտարկենք դիմադրության կախվածությունը հեղուկների ջերմաստիճանից:
- Էլեկտրոլիտ
- Մարտկոց
- Ամպերաչափ
Ջեռուցման վրա էլեկտրոլիտների ազդեցության կախվածությունը սահմանվում է բանաձևով.
Որտեղ a-ն ջերմաստիճանի բացասական գործակիցն է:
Ինչպես է R-ը կախված ջեռուցումից (t) ցույց է տրված ստորև բերված գրաֆիկում.
Այս կախվածությունը պետք է հաշվի առնել կուտակիչները և մարտկոցները լիցքավորելիս:
Կիսահաղորդիչներ
Իսկ ինչպե՞ս է դիմադրությունը կախված կիսահաղորդիչների տաքացումից: Նախ, եկեք խոսենք թերմիստորների մասին: Սրանք սարքեր են, որոնք փոխում են իրենց էլեկտրական դիմադրությունը, երբ ենթարկվում են ջերմության: Այս կիսահաղորդիչն ունի դիմադրության ջերմաստիճանի գործակից (TCR) մի կարգով ավելի բարձր, քան մետաղները: Ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական դիրիժորները, նրանք ունեն որոշակի բնութագրեր:
Որտեղ՝ 1-ը TKS-ից փոքր է զրոյից; 2 - TKS-ը զրոյից մեծ է:
Որպեսզի հաղորդիչները, ինչպիսիք են թերմիստորները, սկսեն աշխատել, հիմք է ընդունվում I–V բնութագրիչի ցանկացած կետ.
- եթե տարրի ջերմաստիճանը զրոյից պակաս է, ապա այդպիսի հաղորդիչներն օգտագործվում են որպես ռելե.
- փոփոխվող հոսանքը, ինչպես նաև ջերմաստիճանն ու լարումը վերահսկելու համար օգտագործեք գծային գծապատկեր:
Էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը ստուգելիս և չափելիս օգտագործվում են թերմիստորներ, որոնք իրականացվում են միկրոալիքային հաճախականություններով։ Դրա շնորհիվ այս հաղորդիչներն օգտագործվում են այնպիսի համակարգերում, ինչպիսիք են հրդեհային ազդանշանները, ջերմային փորձարկումը և զանգվածային լրատվամիջոցների և հեղուկների օգտագործման վերահսկումը: Այն թերմիստորները, որոնց TCR-ն զրոյից պակաս է, օգտագործվում են հովացման համակարգերում:
Հիմա ջերմային տարրերի մասին։ Ինչպե՞ս է Զեբեքի ֆենոմենը ազդում ջերմային տարրերի վրա: Կախվածությունը կայանում է նրանում, որ նման դիրիժորները գործում են այս երեւույթի հիման վրա: Երբ հանգույցի ջերմաստիճանը բարձրանում է, երբ ջեռուցվում է, փակ շրջանի հանգույցում հայտնվում է էմֆ: Այսպիսով, նրանց կախվածությունը և ջերմային էներգիավերածվում է էլեկտրականության. Գործընթացը լիովին հասկանալու համար խորհուրդ եմ տալիս ուսումնասիրել մեր հրահանգները, թե ինչպես դա անել
Յուրաքանչյուր նյութ ունի իր դիմադրողականությունը: Ավելին, դիմադրությունը կախված կլինի հաղորդիչի ջերմաստիճանից: Մենք դա կհաստատենք՝ կատարելով հետևյալ փորձը.
Եկեք հոսանք անցնենք պողպատե պարույրի միջով։ Պարույրով շղթայում մենք սերիական միացնում ենք ամպաչափը: Դա որոշակի արժեք ցույց կտա։ Այժմ պարույրը տաքացնելու ենք գազի այրիչի բոցի մեջ։ Այն հոսանքի արժեքը, որը ցույց կտա ամպաչափը, կնվազի: Այսինքն, ընթացիկ ուժը կախված կլինի դիրիժորի ջերմաստիճանից:
Դիմադրության փոփոխություն ջերմաստիճանի հետ
Թող 0 աստիճան ջերմաստիճանի դեպքում հաղորդիչի դիմադրությունը R0 է, իսկ t ջերմաստիճանի դեպքում դիմադրությունը R է, ապա դիմադրության հարաբերական փոփոխությունը ուղիղ համեմատական կլինի t ջերմաստիճանի փոփոխությանը.
- (R-R0)/R=a*t.
Այս բանաձևում a-ն համաչափության գործակիցն է, որը կոչվում է նաև ջերմաստիճանի գործակից։ Այն բնութագրում է նյութի ունեցած դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից:
Դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցըԹվային առումով հավասար է հաղորդիչի դիմադրության հարաբերական փոփոխությանը, երբ այն տաքացվում է 1 Կելվինով:
Բոլոր մետաղների համար ջերմաստիճանի գործակիցը Զրոյից բարձր։Ջերմաստիճանի փոփոխություններով այն փոքր-ինչ կփոխվի։ Հետևաբար, եթե ջերմաստիճանի փոփոխությունը փոքր է, ապա ջերմաստիճանի գործակիցը կարելի է համարել հաստատուն և հավասար է միջին արժեքին այս ջերմաստիճանի միջակայքից:
Էլեկտրոլիտների լուծույթները ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, դիմադրությունը նվազում է: Այսինքն՝ նրանց համար ջերմաստիճանի գործակիցը կլինի զրոյից պակաս:
Հաղորդավարի դիմադրությունը կախված է հաղորդիչի դիմադրողականությունից և հաղորդիչի չափսերից: Քանի որ դիրիժորի չափերը մի փոքր փոխվում են, երբ ջեռուցվում են, հաղորդիչի դիմադրության փոփոխության հիմնական բաղադրիչը դիմադրողականությունն է:
Հաղորդավարի դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից
Փորձենք գտնել հաղորդիչի դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից։
Փոխարինեք դիմադրության արժեքներից վեր ստացված բանաձեւում` R=p*l/S R0=p0*l/S:
Մենք ստանում ենք հետևյալ բանաձևը.
- p=p0(1+a*t):
Այս կախվածությունը ներկայացված է հետևյալ նկարում.
Փորձենք պարզել, թե ինչու է դիմադրությունը մեծանում
Երբ մենք բարձրացնում ենք ջերմաստիճանը, բյուրեղային ցանցի հանգույցներում իոնների տատանումների ամպլիտուդը մեծանում է։ Հետևաբար, ազատ էլեկտրոնները ավելի հաճախ կբախվեն դրանց: Բախման դեպքում նրանք կկորցնեն իրենց շարժման ուղղությունը: Հետեւաբար հոսանքը կնվազի։
