¿Cómo depende la resistencia de un conductor de la temperatura?
Rieles
¿Cómo afecta la temperatura a los metales? Para descubrir esta dependencia, se realizó un experimento: la batería, el amperímetro, el cable y la antorcha se conectan entre sí mediante cables. Entonces necesitas medir la corriente en el circuito. Después de tomar las lecturas, debe llevar el quemador al cable y calentarlo. Cuando el cable se calienta, se ve que la resistencia aumenta y la conductividad del metal disminuye.
Dónde:
- Cable metálico
- Batería
- Amperímetro
La dependencia está indicada y justificada por las fórmulas:
De estas fórmulas se deduce que R del conductor está determinado por la fórmula:
En el video se proporciona un ejemplo de la dependencia de la resistencia del metal con la temperatura:
También es necesario prestar atención a una propiedad como la superconductividad. Si las condiciones ambientales son normales, cuando se enfrían, los conductores reducen su resistencia. El siguiente gráfico muestra cómo dependen la temperatura y la resistividad en el mercurio.
La superconductividad es un fenómeno que ocurre cuando un material alcanza una temperatura crítica (Kelvin más cerca de cero), en el cual la resistencia disminuye bruscamente a cero.
Gases
Los gases desempeñan el papel de un dieléctrico y no pueden conducir una corriente eléctrica. Y para que se forme, se necesitan portadores de carga. Los iones actúan en su papel, y surgen debido a la influencia de factores externos.
La dependencia puede considerarse como un ejemplo. Para el experimento, se utiliza el mismo diseño que en el experimento anterior, solo los conductores se reemplazan con placas de metal. Debe haber un pequeño espacio entre ellos. El amperímetro debe indicar una falta de corriente. Al colocar el quemador entre las placas, el dispositivo indicará la corriente que pasa a través del medio gaseoso.
A continuación se muestra un gráfico de la característica de voltaje de corriente de una descarga de gas, donde se observa que aumenta el aumento de la ionización en la etapa inicial, luego la dependencia de la corriente con el voltaje permanece sin cambios (es decir, cuando el voltaje aumenta, la corriente sigue siendo la misma) y un fuerte aumento en la corriente, lo que conduce a la ruptura de la capa dieléctrica .
Considere la conductividad de los gases en la práctica. El paso de corriente eléctrica en gases se utiliza en lámparas fluorescentes y lámparas. En este caso, el cátodo y el ánodo, se colocan dos electrodos en un matraz, en el que hay un gas inerte. ¿Cómo depende este fenómeno del gas? Cuando se enciende la lámpara, se calientan dos filamentos y se crea una emisión termoiónica.Dentro de la bombilla está recubierta con un fósforo que emite la luz que vemos. ¿Cómo depende el mercurio del fósforo? Los vapores de mercurio, cuando son bombardeados con electrones, forman radiación infrarroja, que a su vez emite luz.
Si se aplica voltaje entre el cátodo y el ánodo, se produce conductividad de gas.
Líquidos
Los conductores de corriente en líquidos son aniones y cationes que se mueven debido a un campo eléctrico externo. Los electrones proporcionan una conductividad insignificante. Considere la dependencia de la resistencia a la temperatura en los líquidos.
donde:
- Electrolito
- Batería
- Amperímetro
La dependencia del efecto de los electrolitos sobre el calentamiento está prescrita por la fórmula:
Donde a es el coeficiente de temperatura negativo.
La forma en que R depende del calentamiento (t) se muestra en el siguiente gráfico:
Esta relación debe considerarse al cargar baterías y baterías.
Semiconductores
¿Y cómo depende la resistencia del calentamiento en semiconductores? Primero, hablemos de los termistores. Estos son dispositivos que cambian su resistencia eléctrica bajo la influencia del calor. Este semiconductor tiene un coeficiente de resistencia a la temperatura (TCS) un orden de magnitud mayor que los metales. Conductores tanto positivos como negativos, tienen ciertas características.
Donde: 1 - esto es TCS menor que cero; 2 - TCS es mayor que cero.
Para que conductores como los termistores comiencen a funcionar, tome como punto de partida la característica I-V:
- si la temperatura del elemento es inferior a cero, entonces dichos conductores se utilizan como relé;
- Para controlar la corriente cambiante, así como la temperatura y el voltaje, use una sección lineal.
Los termistores se utilizan para verificar y medir la radiación electromagnética, que se realiza a frecuencias ultra altas. Debido a esto, estos conductores se utilizan en sistemas como alarmas contra incendios, verificación de calor y control del uso de líquidos y medios a granel. Los termistores en los que el TCS es menor que cero se utilizan en sistemas de enfriamiento.
Ahora sobre los termopares. ¿Cómo afecta el fenómeno Seebeck a los termopares? La dependencia es que tales conductores operan sobre la base de este fenómeno. Cuando la temperatura de la unión aumenta con el calentamiento, aparece un EMF en la unión del circuito cerrado. Por lo tanto, su dependencia se manifiesta y la energía térmica se convierte en electricidad. Para comprender completamente el proceso, le recomiendo que estudie nuestras instrucciones sobre cómocómo hacer un generador termoeléctrico usted mismo.
Tal dispositivo se llama termopar. Los termopares se utilizan como fuentes de corriente de baja potencia, así como para medir temperaturas de un dispositivo de computación digital, en el que las dimensiones deben ser pequeñas y las lecturas precisas.
En el video se describen más detalles sobre los semiconductores y el efecto del calentamiento sobre su resistencia:
Bueno, lo último de lo que me gustaría hablar es de refrigeradores y calentadores de semiconductores. Las uniones de semiconductores proporcionan una diferencia de temperatura de hasta sesenta grados en el diseño. Gracias a esto, se diseñó un gabinete de refrigeración. La temperatura de enfriamiento en dicha cámara alcanza - 16 grados. La base del funcionamiento de los elementos es el uso de termopares a través de los cuales pasa la corriente eléctrica.
Así que examinamos la dependencia de la resistencia del conductor con la temperatura. ¡Esperamos que la información proporcionada sea comprensible y útil para usted!
Seguramente no sabes:
Cargando ...
