Հաղորդավարի դիմադրությունը կախված է ջերմաստիճանից՝ ըստ օրենքի։ Թե ինչպես է դիմադրությունը կախված ջերմաստիճանից: Ինչպե՞ս կարող ենք բացատրել հաղորդիչի դիմադրողականության գծային կախվածությունը ջերմաստիճանից:
Հիշեք ինչ 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: իր ջերմաստիճանի վրա? Պատասխանը պետք է տա փորձը։
Եթե մարտկոցից հոսանքն անցկացնեք պողպատե պարույրի միջով և 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 հավասար է R 0-ի, իսկ t ջերմաստիճանում այն հավասար է R-ի, ապա դիմադրության հարաբերական փոփոխությունը, ինչպես ցույց է տալիս փորձը, ուղիղ համեմատական է ջերմաստիճանի փոփոխությանը։ t:
α համաչափության գործակիցը կոչվում է դիմադրության ջերմաստիճանի գործակից։
Այն բնութագրում է նյութի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից։
Բոլոր մետաղական հաղորդիչների համար α > գործակիցը
Երբ հաղորդիչը 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 փոխարինենք բանաձևով (16.1):
ρ = ρ 0 (1 + αt), կամ ρ = ρ 0 (1 + αΔՏ), (16.2)
որտեղ ΔT-ն բացարձակ ջերմաստիճանի փոփոխությունն է:
Դիմադրության աճը կարելի է բացատրել նրանով, որ ջերմաստիճանի բարձրացմամբ բյուրեղային ցանցի հանգույցներում իոնների թրթռումների առատությունը մեծանում է, ուստի ազատ էլեկտրոնները ավելի հաճախ են բախվում դրանց հետ՝ դրանով իսկ 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 համաձուլվածքը (Կոնստանտին), դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը շատ փոքր է՝ α ≈ 10 -5 K -1; Կոնստանտինի դիմադրողականությունը բարձր է՝ ρ ≈ 10 -6 Ohm m Նման համաձուլվածքները օգտագործվում են ստանդարտ դիմադրությունների և չափիչ գործիքների լրացուցիչ դիմադրիչների արտադրության համար, այսինքն՝ այն դեպքերում, երբ պահանջվում է, որ դիմադրությունը նկատելիորեն չփոխվի ջերմաստիճանի տատանումներով:
Կան նաև մետաղներ, օրինակ՝ նիկել, անագ, պլատին և այլն, որոնց ջերմաստիճանի գործակիցը զգալիորեն բարձր է՝ α ≈ 10 -3 K -1։ Նրանց դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից կարող է օգտագործվել հենց ջերմաստիճանը չափելու համար, որն արվում 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 մետաղներինը) և բնութագրերի կայունությունը ժամանակի ընթացքում։ Թերմիստորի ցուցանիշները զգալիորեն ավելի բարձր են, քան մետաղական դիմադրության ջերմաչափերը, սովորաբար 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: իր ջերմաստիճանի վրա? Պատասխանը պետք է տա փորձը։
Եթե մարտկոցից հոսանքն անցկացնեք պողպատե կծիկի միջով և այնուհետև սկսեք տաքացնել այն այրիչի բոցի մեջ, ապա ամպաչափը ցույց կտա հոսանքի նվազում: Սա նշանակում է, որ ջերմաստիճանի փոփոխության հետ փոխվում է հաղորդիչի դիմադրությունը:
Եթե 0°C-ին հավասար ջերմաստիճանում, ապա հաղորդիչի դիմադրությունը հավասար է R0և ջերմաստիճանում տդա 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 տատանվում 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. U էլեկտրոլիտային լուծույթների դիմադրությունը չի աճում ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, այլ նվազում է. Նրանց համար α
α ≈ -0.02 K -1.
Երբ հաղորդիչը 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.
Որովհետեւ α
հաղորդիչի ջերմաստիճանը փոխվելիս քիչ է փոխվում, ապա կարող ենք ենթադրել, որ հաղորդիչի դիմադրողականությունը գծայինորեն կախված է ջերմաստիճանից ( Նկ.16.2).
Դիմադրության աճը կարելի է բացատրել նրանով, որ ջերմաստիճանի բարձրացմամբ բյուրեղային ցանցի հանգույցներում իոնների թրթռումների առատությունը մեծանում է, ուստի ազատ էլեկտրոնները ավելի հաճախ են բախվում դրանց հետ՝ դրանով իսկ 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 հոսանքն անցնում է դրա միջով:
Որոշ համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են պղինձ-նիկելի համաձուլվածքը (կոնստանտան), ունեն դիմադրության շատ փոքր ջերմաստիճանի գործակից. α
≈ 10 -5 K -1; Կոնստանտանի դիմադրողականությունը բարձր է. ρ
≈ 10 -6 Ohm m Նման համաձուլվածքները օգտագործվում են ստանդարտ դիմադրությունների և չափիչ գործիքների լրացուցիչ դիմադրությունների արտադրության համար, այսինքն, այն դեպքերում, երբ պահանջվում է, որ դիմադրությունը նկատելիորեն չփոխվի ջերմաստիճանի տատանումներով:
Մետաղի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից օգտագործվում է դիմադրողական ջերմաչափեր. Սովորաբար, նման ջերմաչափի հիմնական աշխատանքային տարրը պլատինե մետաղալարն է, որի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից լավ հայտնի է: Ջերմաստիճանի փոփոխությունները գնահատվում են մետաղալարերի դիմադրության փոփոխություններով, որոնք կարելի է չափել:
Նման ջերմաչափերը թույլ են տալիս չափել շատ ցածր և շատ բարձր ջերմաստիճաններերբ նորմալ է հեղուկ ջերմաչափերոչ պիտանի.
Մետաղների դիմադրողականությունը գծայինորեն մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ։ Էլեկտրոլիտային լուծույթների դեպքում 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 պարույրի դիմադրությունը չի փոխվել ջերմաստիճանի հետ, ապա դրա երկարությունը անվանական հզորության դեպքում պետք է ավելի՞ մեծ լինի, թե՞ պակաս:
Գ.Յա.Մյակիշև, Բ.Բ.Բուխովցև, Ն.Ն.Սոցկի, Ֆիզիկա 10-րդ դաս.
Դասի բովանդակությունը դասի նշումներաջակցող շրջանակային դասի ներկայացման արագացման մեթոդներ ինտերակտիվ տեխնոլոգիաներ Պրակտիկա առաջադրանքներ և վարժություններ ինքնաստուգման սեմինարներ, թրեյնինգներ, դեպքեր, քվեստներ տնային առաջադրանքների քննարկման հարցեր հռետորական հարցեր ուսանողներից Նկարազարդումներ աուդիո, տեսահոլովակներ և մուլտիմեդիալուսանկարներ, նկարներ, գրաֆիկա, աղյուսակներ, դիագրամներ, հումոր, անեկդոտներ, կատակներ, կոմիքսներ, առակներ, ասացվածքներ, խաչբառեր, մեջբերումներ Հավելումներ վերացականներհոդվածների հնարքներ հետաքրքրասեր օրորոցների համար դասագրքեր հիմնական և տերմինների լրացուցիչ բառարան այլ Դասագրքերի և դասերի կատարելագործումուղղել դասագրքի սխալներըԴասագրքի հատվածի թարմացում, դասում նորարարության տարրեր, հնացած գիտելիքների փոխարինում նորերով. Միայն ուսուցիչների համար կատարյալ դասեր օրացուցային պլանքննարկման ծրագրի մեկ տարվա մեթոդական առաջարկությունները 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. Ընթացիկ արժեքը ազդում է էլեկտրական դիմադրություն, որը տարբեր կերպ է փոխվում ազդեցության տակ միջավայրը.
Այդ գործոններից մեկն այն 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 իրականացնել հետևյալ փորձը՝ վերցնել ամպաչափ, մարտկոց, մի կտոր մետաղալար, միացնող լարեր և այրիչ։ Մարտկոցով ամպաչափի փոխարեն կարող եք միացնել օմմետր կամ օգտագործել դրա ռեժիմը մուլտիմետրում:
Այժմ եկեք այրիչի կրակը բերենք մետաղալարին և սկսենք 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, նրանց հաղորդունակությունը նվազում է և դիմադրությունը մեծանում։
Այս երեւույթի մաթեմատիկական հիմնավորումը տրվում է անմիջապես նկարում պատկերված բանաձեւերով։ Ստորին արտահայտության մեջ հստակ երևում է, որ մետաղական հաղորդիչի «R» դիմադրությունը ուղիղ համեմատական է նրա «T» ջերմաստիճանին և կախված է մի քանի այլ պարամետրերից:
Ինչպես են մետաղների տաքացումը գործնականում սահմանափակում էլեկտրական հոսանքը
Շիկացման լամպեր
Ամեն օր, երբ մենք միացնում ենք լուսավորությունը, այս հատկության դրսևորմանը հանդիպում ենք շիկացած լամպերի մեջ։ Եկեք պարզ չափումներ կատարենք 60 վտ հզորությամբ լամպի վրա։
Օգտագործելով ամենապարզ օմմետրը, որը սնուցվում է ցածր լարման 4,5 Վ մարտկոցով, մենք չափում ենք դիմադրությունը բազայի կոնտակտների միջև և տեսնում ենք 59 Օմ արժեքը: Թելն ունի այս արժեքը, երբ սառը է:
Պտուտակեք լամպը վարդակից և ամպաչափի միջոցով միացրեք տնային ցանցի 220 վոլտ լարումը: Ամպերաչափի սլաքը ցույց կտա 0,273 ամպեր: Եկեք որոշենք թելի դիմադրությունը տաքացված վիճակում։ Այն կկազմի 896 Օմ և 15,2 անգամ կգերազանցի օմմետրի նախորդ ցուցանիշը։
Այս ավելցուկը պաշտպանում է թելքի մարմնի մետաղը այրումից և ոչնչացումից՝ ապահովելով դրա երկարաժամկետ աշխատանքը լարման տակ:
Միացման անցողիկները
Երբ թելիկը գործում է, ջերմային հավասարակշռություն է ստեղծվում անցնող ջերմության միջև էլեկտրական հոսանքև ջերմության մի մասի հեռացում շրջակա միջավայր: Բայց առաջին հերթին սկզբնական փուլԵրբ միացված է, երբ լարումը կիրառվում է, տեղի են ունենում անցողիկ գործընթացներ, որոնք ստեղծում են ներխուժման հոսանք, որը կարող է հանգեցնել թելքի այրմանը:
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 սահմանվում է գործառնական ռեժիմը։
Լամպի երկարատև լյումինեսցիայի ժամանակ նրա թելքի հաստությունը աստիճանաբար հասնում է կրիտիկական վիճակի, ինչը հանգեցնում է այրման: Ամենից հաճախ այս պահը տեղի է ունենում հաջորդ նոր միացման ժամանակ:
Լամպի կյանքը երկարացնելու համար տարբեր ճանապարհներնվազեցնել այս ներխուժման հոսանքը՝ օգտագործելով.
1. սարքեր, որոնք ապահովում են սահուն մատակարարում և լարվածության ազատում.
2. ռեզիստորներ, կիսահաղորդիչներ կամ թերմիստորներ (թերմիստորներ) թելիկին շարքով միացնելու շղթաներ։
Սահմանափակման մեթոդներից մեկի օրինակ մեկնարկային հոսանքըմեքենայի լամպերի համար ներկայացված է ստորև նկարում:
Այստեղ էլեկտրական լամպի հոսանքը մատակարարվում է անջատիչ SA-ն միացնելուց հետո ապահովիչ FU-ի միջոցով և սահմանափակվում է R դիմադրությամբ, որի արժեքն ընտրվում է այնպես, որ ընթացիկ ալիքը անցողիկ գործընթացներչի գերազանցել անվանական արժեքը.
Երբ թելիկը տաքանում է, նրա դիմադրությունը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է նրա կոնտակտների միջև պոտենցիալ տարբերության ավելացմանը և ռելե KL1-ի զուգահեռ միացված ոլորուն: Երբ լարումը հասնում է ռելեի պարամետրերի արժեքին, սովորաբար բաց կոնտակտը KL1 կփակի և կշեղի 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, որոնք միացնում են դիմադրության չափման սխեման: Դրա արժեքը վերածվում է ջերմաստիճանի արժեքների՝ հիմնվելով սարքի նախկինում կատարված տրամաչափման վրա:
Baretter - ընթացիկ կայունացուցիչ
Սա սարքի անունն է, որը բաղկացած է ջրածնային գազով կնքված ապակե բալոնից և երկաթից, վոլֆրամից կամ պլատինից պատրաստված մետաղալար պարույրից։ Այս դիզայնը արտաքին տեսքով նման է շիկացած լամպի, սակայն այն ունի կոնկրետ ընթացիկ-լարման ոչ գծային բնութագիր:
Որոշակի միջակայքում ընթացիկ-լարման բնութագրիչի վրա ձևավորվում է աշխատանքային գոտի, որը կախված չէ մարմնի վրա կիրառվող լարման տատանումներից։ Այս բաժնում փոխանակումը լավ փոխհատուցում է հոսանքի ալիքները և աշխատում է որպես ընթացիկ կայունացուցիչ՝ դրան հաջորդաբար միացված բեռի վրա:
Բարետերի աշխատանքը հիմնված է թելքի մարմնի 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 հեռացումը արագանում է:
Սա է հիմնական տարբերությունը բարետերի և շիկացած լուսավորության լամպերի միջև, որոնցում փայլի պայծառությունը պահպանելու համար նրանք ձգտում են նվազեցնել կոնվեկտիվ ջերմության կորուստը թելից:
Գերհաղորդականություն
Նորմալ շրջակա միջավայրի պայմաններում, երբ մետաղական հաղորդիչը սառչում է, նրա էլեկտրական դիմադրությունը նվազում է:
Երբ հասնում է կրիտիկական ջերմաստիճանի, մոտ զրոյական աստիճանի, ըստ Kelvin չափման համակարգի, կա դիմադրության կտրուկ անկում մինչև զրոյի: Ճիշտ պատկերը ցույց է տալիս նման հարաբերություն սնդիկի համար:
Այս երևույթը, որը կոչվում է գերհաղորդականություն, համարվում է հետազոտությունների համար խոստումնալից տարածք՝ նպատակ ունենալով ստեղծել նյութեր, որոնք կարող են զգալիորեն նվազեցնել էլեկտրաէներգիայի կորուստը հսկայական տարածություններով փոխանցելիս:
Այնուամենայնիվ, գերհաղորդականության շարունակական ուսումնասիրությունները բացահայտել են մի շարք օրինաչափություններ, երբ կրիտիկական ջերմաստիճանի տարածքում գտնվող մետաղի էլեկտրական դիմադրության վրա ազդում են այլ գործոններ: Մասնավորապես, երբ փոփոխական հոսանքն անցնում է իր տատանումների հաճախականությամբ, առաջանում է դիմադրություն, որի արժեքը հասնում է միջակայքին. նորմալ արժեքներլույսի ալիքների ժամանակաշրջանի ներդաշնակության դեպքում:
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 ազդեցության հետեւանքով առաջացած իոններ են։
Ջեռուցումը կարող է առաջացնել իոնացում և իոնների տեղափոխում միջավայրի մի բևեռից մյուսը: Դուք կարող եք դա հաստատել՝ օգտագործելով օրինակ պարզ փորձ. Վերցնենք նույն սարքավորումը, որը մենք օգտագործել ենք մետաղական հաղորդիչի դիմադրության վրա ջեռուցման ազդեցությունը որոշելու համար, բայց մետաղալարի փոխարեն լարերին միացնելու ենք օդային տարածությամբ առանձնացված երկու մետաղական թիթեղներ։
Շղթային միացված ամպաչափը ցույց կտա հոսանքի բացակայությունը: Եթե թիթեղների միջև տեղադրվի այրիչի բոց, սարքի սլաքը կշեղվի զրոյական արժեքից և ցույց կտա գազային միջավայրով անցնող հոսանքի քանակը:
Այսպիսով, պարզվեց, որ իոնացում գազերում տեղի է ունենում տաքացման ժամանակ, ինչը հանգեցնում է 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 ամպրոպի ժամանակ բնական կայծակնային արտանետումն է։
Գազերում հոսանքի 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 բարձրացումը չի առաջացնում հոսանքի ավելացում:
Քայքայման երրորդ փուլը տեղի է ունենում, երբ կիրառվող դաշտի բարձր էներգիան այնքան է արագացնում իոնները, որ նրանք սկսում են բախվել չեզոք մոլեկուլների հետ՝ զանգվածաբար դրանցից նոր լիցքի կրիչներ ստեղծելով։ Արդյունքում հոսանքը կտրուկ ավելանում է՝ առաջացնելով դիէլեկտրական շերտի քայքայում։
Գազի հաղորդունակության գործնական օգտագործումը
Գազերի միջով հոսող հոսանքի ֆենոմենն օգտագործվում է էլեկտրոնային խողովակներում և լյումինեսցենտային լամպերում։
Դա անելու համար երկու էլեկտրոդներ տեղադրվում են իներտ գազով կնքված ապակե բալոնի ներսում.
2. կաթոդ.
Լյումինեսցենտային լամպի մեջ դրանք պատրաստված են թելերի տեսքով, որոնք միացնելիս տաքանում են՝ ստեղծելով ջերմային արտանետում։ Ներքին մակերեսըԿոլբը ծածկված է ֆոսֆորի շերտով։ Այն արձակում է լույսի տեսանելի սպեկտր, որն առաջանում է ինֆրակարմիր ճառագայթման արդյունքում, որը բխում է էլեկտրոնների հոսքով ռմբակոծված սնդիկի գոլորշուց:
Գազի արտանետման հոսանքը տեղի է ունենում, երբ կոլբայի տարբեր ծայրերում գտնվող էլեկտրոդների միջև կիրառվում է որոշակի մեծության լարում:
Երբ թելերից մեկն այրվում է, այս էլեկտրոդում էլեկտրոնի արտանետումը կխախտվի, և լամպը չի վառվի: Այնուամենայնիվ, եթե ավելացնեք կաթոդի և անոդի միջև պոտենցիալ տարբերությունը, լամպի ներսում կրկին գազի արտանետում տեղի կունենա, և ֆոսֆորի փայլը կվերսկսվի:
Սա թույլ է տալիս օգտագործել LED լամպեր վնասված թելերով և երկարացնել դրանց ծառայության ժամկետը: Պարզապես հիշեք, որ այս դեպքում դրա վրա լարումը պետք է մի քանի անգամ ավելացվի, 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 վրա նկարագրված է նկարում ներկայացված բանաձևով։ Քանի որ նրանում α ջերմաստիճանի գործակիցի արժեքը միշտ բացասական է, ապա տաքացման հետ մեկտեղ հաղորդունակությունը մեծանում է և դիմադրությունը նվազում է, ինչպես ցույց է տրված գրաֆիկում:
Այս երևույթը պետք է հաշվի առնել հեղուկ ավտոմեքենաների (և այլ) մարտկոցները լիցքավորելիս:
Ջերմաստիճանի ազդեցությունը կիսահաղորդիչների էլեկտրական դիմադրության վրա
Ջերմաստիճանի ազդեցության տակ կիսահաղորդչային նյութերի հատկությունների փոփոխությունները հնարավորություն են տվել 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 զգալիորեն 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.
Թերմիստորը գործարկելու համար ընտրեք դրա ընթացիկ-լարման բնութագրիչի կետերից մեկը.
գծային հատվածը օգտագործվում է ջերմաստիճանը վերահսկելու կամ փոփոխվող հոսանքները կամ լարումները փոխհատուցելու համար.
TCS ունեցող տարրերի համար ընթացիկ-լարման բնութագրի նվազող ճյուղ
Ռելեային թերմիստորի օգտագործումը հարմար է գերբարձր հաճախականություններում տեղի ունեցող էլեկտրամագնիսական ճառագայթման գործընթացները վերահսկելիս կամ չափելիս: Սա ապահովեց դրանց օգտագործումը համակարգերում.
1. ջերմային հսկողություն;
2. հրդեհի տագնապ;
3. զանգվածային լրատվամիջոցների և հեղուկների հոսքի կարգավորում.
Սիլիկոնային թերմիստորները փոքր TCR>0-ով օգտագործվում են հովացման համակարգերում և տրանզիստորների ջերմաստիճանի կայունացման համար։
Ջերմային տարրեր
Այս կիսահաղորդիչները գործում են Seebeck երևույթի հիման վրա. երբ երկու տարբեր մետաղների զոդված տարածքը տաքացվում է, փակ շրջանի միացման կետում առաջանում է էմֆ: Այս կերպ նրանք ջերմային էներգիան վերածում են էլեկտրականության։
Երկու նման տարրերից բաղկացած կառուցվածքը կոչվում է ջերմազույգ: Դրա արդյունավետությունը կազմում է 7÷10%:
Ջերմաէլեմենտներն օգտագործվում են թվային հաշվողական սարքերի ջերմաստիճանի չափիչներում, որոնք պահանջում են մանրանկարչության չափեր և ընթերցումների բարձր ճշգրտություն, ինչպես նաև որպես ցածր էներգիայի հոսանքի աղբյուրներ:
Կիսահաղորդչային ջեռուցիչներ և սառնարաններ
Աշխատում են հաշվին հակադարձ օգտագործումըջերմային տարրեր, որոնց միջով անցնում է էլեկտրական հոսանք. Այս դեպքում հանգույցի մի վայրում այն տաքացվում է, իսկ հակառակ տեղում՝ սառչում։
Սելենի, բիսմուտի, անտիմոնի և թելուրի վրա հիմնված կիսահաղորդչային հանգույցները հնարավորություն են տալիս ապահովել ջերմային տարրի մինչև 60 աստիճան ջերմաստիճանի տարբերություն։ Սա հնարավորություն տվեց ստեղծել դիզայն սառնարանկիսահաղորդիչներից, որոնց ջերմաստիճանը սառեցման խցիկում մինչև -16 աստիճան է:
Մետաղների դիմադրությունը պայմանավորված է նրանով, որ հաղորդիչում շարժվող էլեկտրոնները փոխազդում են բյուրեղային ցանցի իոնների հետ և դրանով իսկ 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 T-ի դիմադրողականությունն է: Հետևաբար, մետաղի հաղորդիչի դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից արտահայտվում է գծային ֆունկցիայով. ρ. = ρ 0 (1+ αT):
Դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից արտահայտվում է նույն գործառույթով.
R = R 0 (1+ αT):
Մաքուր մետաղների դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցները համեմատաբար քիչ են տարբերվում միմյանցից և մոտավորապես հավասար են 0,004 Կ -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, շիկացած լամպի շահագործման ժամանակ: 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 միջավայրում, որի ջերմաստիճանը պետք է որոշվի: Չափելով այս մետաղալարի դիմադրությունը և իմանալով դրա դիմադրությունը t 0 = 0 °C-ում (այսինքն. R 0),հաշվարկել միջավայրի ջերմաստիճանը վերջին բանաձևով.
Գերհաղորդականություն.Այնուամենայնիվ, նախկինում վերջ XIXՎ. անհնար էր ստուգել, թե ինչպես է հաղորդիչների դիմադրությունը կախված շատ տարածաշրջանի ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճաններ. Միայն 20-րդ դարի սկզբին։ Հոլանդացի գիտնական Գ.Կամերլինգ Օննեսին հաջողվել է հեղուկ վիճակի վերածել ամենադժվար խտացող 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 Օննեսի աշխատանքը գագաթնակետին հասավ մեծ հայտնագործությամբ։ Ուսումնասիրելով սնդիկի դիմադրությունը, երբ այն անընդհատ սառչում էր, նա պարզեց, որ 4,12 Կ ջերմաստիճանում սնդիկի դիմադրությունը կտրուկ իջել է մինչև զրոյի: Հետագայում նա կարողացավ 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, դրանցից շատերի մոտ հայտնաբերվել է գույք, որը զգալիորեն 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 անհետանում է գերհաղորդականությունը։ Այնուամենայնիվ, այս խոչընդոտը հաղթահարելի է. պարզվել է, որ որոշ համաձուլվածքներ, օրինակ՝ նիոբիում և ցիրկոնիում, նիոբիում և տիտան և այլն, ունեն իրենց գերհաղորդականությունը բարձր հոսանքի արժեքներով պահպանելու հատկություն։ Սա թույլ տվեց ավելի լայնորեն կիրառել գերհաղորդականությունը։
Յուրաքանչյուր նյութ ունի իր դիմադրողականությունը: Ավելին, դիմադրությունը կախված կլինի հաղորդիչի ջերմաստիճանից: Եկեք ստուգենք դա՝ կատարելով հետևյալ փորձը.
Եկեք հոսանք անցնենք պողպատե պարույրի միջով։ Պարույրով շղթայում մենք միացնում ենք ամպերմետրը հաջորդաբար: Դա որոշակի արժեք ցույց կտա։ Այժմ պարույրը կրակի մեջ կտաքացնենք գազի այրիչ. Ամպերաչափի կողմից ցուցադրվող ընթացիկ արժեքը կնվազի: Այսինքն, ընթացիկ ուժը կախված կլինի դիրիժորի ջերմաստիճանից:
Դիմադրության փոփոխություն՝ կախված ջերմաստիճանից
Ենթադրենք, որ 0 աստիճան ջերմաստիճանում հաղորդիչի դիմադրությունը հավասար է R0-ի, իսկ t ջերմաստիճանի դեպքում դիմադրությունը հավասար է R-ի, ապա դիմադրության հարաբերական փոփոխությունն 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 գործակիցըթվայինորեն 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 այս ջերմաստիճանի միջակայքից միջին արժեքին:
Էլեկտրոլիտային լուծույթների դիմադրությունը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Այսինքն՝ նրանց համար ջերմաստիճանի գործակիցը կլինի զրոյից պակաս:
Հաղորդավարի դիմադրությունը կախված է հաղորդիչի դիմադրողականությունից և հաղորդիչի չափից: Քանի որ դիրիժորի չափերը մի փոքր փոխվում են տաքացման ժամանակ, հաղորդիչի դիմադրության փոփոխության հիմնական բաղադրիչը դիմադրողականությունն է:
Հաղորդավարի դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից
Փորձենք գտնել հաղորդիչի դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից։
Եկեք փոխարինենք դիմադրության R=p*l/S R0=p0*l/S արժեքները վերևում ստացված բանաձևով:
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 իոնային տատանումների ամպլիտուդը մեծանում է։ Հետեւաբար, ազատ էլեկտրոնները ավելի հաճախ կբախվեն նրանց: Բախման դեպքում նրանք կկորցնեն իրենց շարժման ուղղությունը։ Հետեւաբար հոսանքը կնվազի։
Գոյություն ունենալ տարբեր պայմաններ, որի դեպքում լիցքակիրները անցնում են որոշակի նյութերի միջով։ Իսկ էլեկտրական հոսանքի լիցքավորման վրա ուղղակի ազդեցությունունի դիմադրություն, որը կախված է շրջակա միջավայրից: Էլեկտրական հոսանքի հոսքը փոխող գործոնները ներառում են ջերմաստիճանը: Այս հոդվածում մենք կանդրադառնանք դիրիժորի դիմադրության կախվածությանը ջերմաստիճանից:
Մետաղներ
Ինչպե՞ս է ջերմաստիճանը ազդում մետաղների վրա: Այս հարաբերությունները պարզելու համար իրականացվել է հետևյալ փորձը՝ լարերի միջոցով միմյանց միացված են մարտկոցը, ամպաչափը, լարը և այրիչը։ Այնուհետեւ դուք պետք է չափեք ընթացիկ շղթայում: Ընթերցումները կատարելուց հետո անհրաժեշտ է այրիչը մոտեցնել մետաղալարին և տաքացնել այն: Երբ մետաղալարը տաքացվում է, կարելի է տեսնել, որ դիմադրությունը մեծանում է, իսկ մետաղի հաղորդունակությունը նվազում է:
- Մետաղական մետաղալար
- Մարտկոց
- Ամպերաչափ
Կախվածությունը նշվում և հիմնավորված է բանաձևերով.
Այս բանաձևերից հետևում է, որ հաղորդիչի R-ն որոշվում է բանաձևով.
Մետաղական 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 երբ հաղորդիչները սառչում են, նրանք նվազեցնում են իրենց դիմադրությունը: Ստորև բերված գրաֆիկը ցույց է տալիս, թե ինչպես են ջերմաստիճանը և դիմադրողականությունը տատանվում սնդիկի մեջ:
Գերհաղորդականությունը մի երևույթ է, որը տեղի է ունենում, երբ նյութը հասնում է կրիտիկական ջերմաստիճանի (ավելի մոտ զրոյական Կելվինին), որի դեպքում դիմադրությունը հանկարծակի նվազում է մինչև զրոյի:
Գազեր
Գազերը գործում են որպես դիէլեկտրիկներ և չեն կարող էլեկտրական հոսանք անցկացնել: Իսկ որպեսզի այն ձեւավորվի, լիցքակիրներ են պետք։ Նրանց դերը կատարում են իոնները, և դրանք առաջանում են արտաքին գործոնների ազդեցության պատճառով։
Կախվածությունը կարելի է ցույց տալ 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: Թիթեղների միջև ջահը տեղադրելիս սարքը ցույց կտա այն հոսանքը, որն անցնում է գազային միջավայրով:
Ստորև ներկայացված է գազի արտանետման ընթացիկ-լարման բնութագրերի գրաֆիկը, որը ցույց է տալիս, որ սկզբնական փուլում իոնացման աճը մեծանում է, այնուհետև հոսանքի կախվածությունը լարումից մնում է անփոփոխ (այսինքն, երբ լարումը մեծանում է, 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 առաջանում է ջերմային արտանետում: Լամպի ներսը պատված է ֆոսֆորով, որն արձակում է մեր տեսած լույսը: Ինչպե՞ս է սնդիկը կախված ֆոսֆորից: Սնդիկի գոլորշին, երբ ռմբակոծվում է էլեկտրոններով, ձևավորվում է ինֆրակարմիր ճառագայթում, որն իր հերթին լույս է արձակում։
Եթե լարումը կիրառվում է կաթոդի և անոդի միջև, տեղի է ունենում գազի փոխանցում:
Հեղուկներ
Հեղուկի հոսանքի հաղորդիչները անիոններ և կատիոններ են, որոնք շարժվում են արտաքին էլեկտրական դաշտի պատճառով: Էլեկտրոններն ապահովում են փոքր 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-ն կախված տաքացումից (t) ցույց է տրված ստորև բերված գրաֆիկում.
Այս կախվածությունը պետք է հաշվի առնել մարտկոցները և մարտկոցները լիցքավորելիս:
Կիսահաղորդիչներ
Ինչպե՞ս է դիմադրությունը կախված կիսահաղորդիչների ջեռուցումից: Նախ, եկեք խոսենք թերմիստորների մասին: Սրանք սարքեր են, որոնք ջերմության ազդեցության տակ փոխում են իրենց էլեկտրական դիմադրությունը։ Այս կիսահաղորդիչն ունի դիմադրության ջերմաստիճանի գործակից (TCR), որը մեծության կարգով բարձր է, քան մետաղներինը: Ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական դիրիժորները, նրանք ունեն որոշակի բնութագրեր.
Որտեղ՝ 1-ը TCS-ն զրոյից փոքր է; 2 - TCS-ն զրոյից մեծ է:
Որպեսզի հաղորդիչները, ինչպիսիք են թերմիստորները, սկսեն աշխատել, հիմք է ընդունվում ընթացիկ-լարման բնութագրիչի ցանկացած կետ.
- եթե տարրի ջերմաստիճանը զրոյից պակաս է, ապա այդպիսի հաղորդիչներն օգտագործվում են որպես ռելեներ.
- փոփոխվող հոսանքը, ինչպես նաև ինչ ջերմաստիճան և լարում վերահսկելու համար օգտագործեք գծային հատված:
Ջերմիստորները օգտագործվում են էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը ստուգելիս և չափելիս, որն իրականացվում է գերբարձր հաճախականություններով։ Դրա շնորհիվ այս հաղորդիչները օգտագործվում են այնպիսի համակարգերում, ինչպիսիք են հրդեհային ազդանշանները, ջերմության փորձարկումը և զանգվածային լրատվամիջոցների և հեղուկների սպառման 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 ջեռուցման հետ, փակ շրջանի միացման կետում հայտնվում է էմֆ: Այսպիսով, նրանց կախվածությունը դրսևորվում է և ջերմային էներգիավերածվում է էլեկտրականության. Գործընթացը լիովին հասկանալու համար խորհուրդ եմ տալիս կարդալ մեր հրահանգները, թե ինչպես դա անել
Յուրաքանչյուր նյութ ունի իր դիմադրողականությունը: Ավելին, դիմադրությունը կախված կլինի հաղորդիչի ջերմաստիճանից: Եկեք ստուգենք դա՝ կատարելով հետևյալ փորձը.
Եկեք հոսանք անցնենք պողպատե պարույրի միջով։ Պարույրով շղթայում մենք միացնում ենք ամպերմետրը հաջորդաբար: Դա որոշակի արժեք ցույց կտա։ Այժմ պարույրը տաքացնելու ենք գազի այրիչի բոցի մեջ։ Ամպերաչափի կողմից ցուցադրվող ընթացիկ արժեքը կնվազի: Այսինքն, ընթացիկ ուժը կախված կլինի դիրիժորի ջերմաստիճանից:
Դիմադրության փոփոխություն՝ կախված ջերմաստիճանից
Ենթադրենք, որ 0 աստիճան ջերմաստիճանում հաղորդիչի դիմադրությունը հավասար է R0-ի, իսկ t ջերմաստիճանի դեպքում դիմադրությունը հավասար է R-ի, ապա դիմադրության հարաբերական փոփոխությունն 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 գործակիցըթվայինորեն 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 այս ջերմաստիճանի միջակայքից միջին արժեքին:
Էլեկտրոլիտային լուծույթների դիմադրությունը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Այսինքն՝ նրանց համար ջերմաստիճանի գործակիցը կլինի զրոյից պակաս:
Հաղորդավարի դիմադրությունը կախված է հաղորդիչի դիմադրողականությունից և հաղորդիչի չափից: Քանի որ դիրիժորի չափերը մի փոքր փոխվում են տաքացման ժամանակ, հաղորդիչի դիմադրության փոփոխության հիմնական բաղադրիչը դիմադրողականությունն է:
Հաղորդավարի դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից
Փորձենք գտնել հաղորդիչի դիմադրողականության կախվածությունը ջերմաստիճանից։
Եկեք փոխարինենք դիմադրության R=p*l/S R0=p0*l/S արժեքները վերևում ստացված բանաձևով:
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 իոնային տատանումների ամպլիտուդը մեծանում է։ Հետեւաբար, ազատ էլեկտրոնները ավելի հաճախ կբախվեն նրանց: Բախման դեպքում նրանք կկորցնեն իրենց շարժման ուղղությունը։ Հետեւաբար հոսանքը կնվազի։
