Jak závisí odpor vodiče na teplotě?
Kovy
Jak ovlivňuje teplota kovy? Abychom zjistili tuto závislost, byl proveden experiment: baterie, ampérmetr, drát a pochodeň jsou spojeny pomocí drátů. Pak musíte změřit proud v obvodu. Po odečtení údajů je třeba hořák přivést k drátu a zahřát ho. Když je drát zahříván, je vidět, že odpor roste a vodivost kovu klesá.
kde:
- Kovový drát
- baterie
- Ampérmetr
Závislost je označena a odůvodněna pomocí vzorců:
Z těchto vzorců vyplývá, že R vodiče je určeno vzorcem:
Příklad závislosti kovového odporu na teplotě je uveden ve videu:
Je také nutné věnovat pozornost takové vlastnosti, jako je supravodivost. Jsou-li podmínky prostředí normální, vodiče po ochlazení sníží svůj odpor. Následující graf ukazuje, jak závisí teplota a odpor v rtuti.
Supravodivost je jev, ke kterému dochází, když materiál dosáhne kritické teploty (Kelvin blíže k nule), při níž odpor prudce klesá na nulu.
Plyny
Plyny hrají roli dielektrika a nemohou vést elektrický proud. K tomu, aby se vytvořila, je potřeba přepravců. Iony hrají ve své roli a vznikají vlivem vnějších faktorů.
Závislost lze považovat za příklad. Pro experiment se používá stejná konstrukce jako v předchozím experimentu, pouze vodiče jsou nahrazeny kovovými deskami. Mezi nimi by měl být malý prostor. Ampér by měl naznačovat nedostatek proudu. Při umístění hořáku mezi desky bude zařízení indikovat proud, který prochází plynným médiem.
Níže je uveden graf proudově-napěťové charakteristiky plynového výboje, kde je vidět, že vzrůst ionizace v počátečním stádiu se zvyšuje, pak závislost proudu na napětí zůstává nezměněna (tj. Když se napětí zvyšuje, proud zůstává stejný) a prudké zvýšení proudu, což vede k rozpadu dielektrické vrstvy. .
Zvažte vodivost plynů v praxi. Průchod elektrického proudu v plynech se používá ve zářivkách a lampách. V tomto případě jsou katoda a anoda dvě elektrody umístěny do baňky, ve které je inertní plyn. Jak tento jev závisí na plynu? Když se lampa rozsvítí, zahřejí se dvě vlákna a vytvoří se termionická emise.Uvnitř žárovky je pokryta fosforem, který vyzařuje světlo, které vidíme. Jak rtuť závisí na fosforu? Výpary rtuti, když jsou bombardovány elektrony, vytvářejí infračervené záření, které zase emituje světlo.
Pokud je mezi katodou a anodou přivedeno napětí, dochází k vodivosti plynu.
Kapaliny
Proudové vodiče v kapalinách jsou anionty a kationty, které se pohybují v důsledku vnějšího elektrického pole. Elektrony poskytují zanedbatelnou vodivost. Zvažte závislost odporu na teplotě v kapalinách.
kde:
- Elektrolyt
- baterie
- Ampérmetr
Závislost účinku elektrolytů na ohřev je předepsána vzorcem:
Kde a je záporný teplotní koeficient.
Jak R závisí na zahřívání (t), je znázorněno v následujícím grafu:
Tento vztah je třeba vzít v úvahu při nabíjení baterií a baterií.
Polovodiče
A jak závisí odpor na zahřívání v polovodičích? Nejprve si povíme o termistorech. Jedná se o zařízení, která mění svůj elektrický odpor pod vlivem tepla. Tento polovodič má teplotní koeficient odporu (TCS) o řád vyšší než kovy. Pozitivní i negativní vodiče mají určité vlastnosti.
Kde: 1 - toto je TCS menší než nula; 2 - TCS je větší než nula.
Aby takové vodiče, jako jsou termistory, začaly fungovat, vezměte za základ jakýkoli bod na charakteristice I-V:
- pokud je teplota prvku menší než nula, pak se takové vodiče používají jako relé;
- k řízení měnícího se proudu a také jaké teploty a napětí použijte lineární sekci.
Termistory se používají při kontrole a měření elektromagnetického záření, které se provádí na ultravysokých frekvencích. Z tohoto důvodu se tyto vodiče používají v systémech, jako jsou požární poplachy, ověřování tepla a kontrola použití hromadných médií a kapalin. Termistory, u nichž je TCS menší než nula, se používají v chladicích systémech.
Nyní o termočláncích. Jak fenomén Seebeck ovlivňuje termočlánky? Závisí na tom, že takové vodiče fungují na základě tohoto jevu. Když teplota spoje stoupá s ohřevem, objeví se na spoji uzavřeného okruhu EMF. Tím se projeví jejich závislost a tepelná energie se přemění na elektřinu. Chcete-li tento proces plně pochopit, doporučujeme prostudovat si naše pokyny, jak postupovatjak si sami vyrobit termoelektrický generátor.
Takové zařízení se nazývá termočlánek. Termočlánky se používají jako zdroje nízkého příkonu a také pro měření teplot digitálního výpočetního zařízení, ve kterém by měly být rozměry malé a přesné hodnoty.
Další podrobnosti o polovodičích a vlivu zahřívání na jejich odpor jsou popsány ve videu:
Poslední věcí, o které bych chtěl mluvit, jsou ledničky a polovodičové ohřívače. Polovodičové křižovatky poskytují v konstrukci teplotní rozdíl až šedesát stupňů. Díky tomu byl navržen chladicí box. Chladicí teplota v takové komoře dosahuje - 16 stupňů. Základem činnosti prvků je použití termočlánků, kterými prochází elektrický proud.
Zkoumali jsme tedy závislost odporu vodiče na teplotě. Doufáme, že poskytnuté informace byly pro vás srozumitelné a užitečné!
Určitě nevíte:
Načítání...
