Hogyan függ a vezető ellenállása a hőmérséklettől?
fémek
Hogyan befolyásolja a hőmérséklet a fémeket? Ennek a függőségnek a kiderítésére kísérletet végeztünk: az akkumulátort, az ampermérőt, a huzalt és a fáklyát vezetékekkel összekötik. Ezután meg kell mérnie az áramot az áramban. A leolvasások elvégzése után az égőt a huzalhoz kell vezetni, és melegíteni kell. A huzal hevítésekor látható, hogy az ellenállás növekszik, és a fém vezetőképessége csökken.
ahol:
- Fém huzal
- akkumulátor
- árammérő
A függőséget a következő képletek jelzik és igazolják:
Ezekből a képletekből következik, hogy a vezető R értékét a következő képlet határozza meg:
A videón található egy példa a fém ellenállás hőmérséklettől való függőségére:
Figyelembe kell venni az olyan tulajdonságokat is, mint a szupravezető képesség. Ha a környezeti feltételek normálisak, lehűléskor a vezetők csökkentik ellenállásukat. Az alábbi ábra azt mutatja, hogy a higany hőmérséklete és ellenállása hogyan függ.
A szupravezető képesség olyan jelenség, amely akkor fordul elő, amikor az anyag eléri a kritikus hőmérsékletet (Kelvin közelebb a nullához), ahol az ellenállás hirtelen nullára csökken.
gáz
A gázok dielektrikum szerepet játszanak, és nem képesek áramot vezetni. És annak kialakulásához töltő hordozókra van szükség. Az ionok szerepükben járnak el, és a külső tényezők befolyása miatt merülnek fel.
A függőség példa lehet. A kísérlethez ugyanazt a mintát alkalmazzák, mint az előző kísérletben, csak a vezetékeket cserélik fémlemezekre. Kis helynek kell lennie közöttük. Az ampermérőnek jeleznie kell az áram hiányát. Amikor az égőt a lemezek közé helyezi, az eszköz jelzi az áramot, amely áthalad a gázközegön.
Az alábbiakban egy grafikon látható a gázkisüléshez tartozó áram-feszültség karakterisztikájáról, ahol látható, hogy az ionizáció növekedése a kezdeti szakaszban növekszik, majd az áram feszültségtől való függése változatlan marad (vagyis amikor a feszültség növekszik, az áram változatlan marad), és az áram meredeken növekszik, ami a dielektromos réteg lebontásához vezet .
Vegye figyelembe a gázok vezetőképességét a gyakorlatban. A fluoreszcens lámpákban és a lámpákban a villamos áram áthaladása a gázokban történik. Ebben az esetben a katódot és az anódot két elektródát egy lombikba helyezzük, amelyben inert gáz van. Hogyan függ ez a jelenség a gáztól? Amikor a lámpa kigyullad, két izzószál felmelegszik, és termikus emisszió jön létre.Az izzó belsejében foszfor van bevonva, amely a látott fényt bocsátja ki. Hogyan függ a higany a foszfortól? A higanygőzök elektronokkal bombázva infravörös sugárzást képeznek, amely viszont fényt bocsát ki.
Ha feszültséget alkalmaznak a katód és az anód között, akkor gázvezetõképesség lép fel.
folyadékok
A folyadékok áramvezetői anionok és kationok, amelyek egy külső elektromos mező hatására mozognak. Az elektronok elhanyagolható vezetőképességet biztosítanak. Fontolja meg a folyadékok hőmérsékleti ellenállását.
ahol:
- elektrolit
- akkumulátor
- árammérő
Az elektrolitok melegítésre gyakorolt hatását a következő képlet határozza meg:
Ahol a a negatív hőmérsékleti együttható.
Az R ábrázolása a fűtéstől (t) függ az alábbi grafikonon:
Ezt az összefüggést figyelembe kell venni akkumulátorok és elemek töltésekor.
félvezetők
És hogyan függ az ellenállás a félvezetők hevítéséről? Először beszéljünk a termisztorokról. Ezek olyan eszközök, amelyek hő hatására megváltoztatják elektromos ellenállásukat. Ennek a félvezetőnek a hőmérsékleti ellenállási együtthatója (TCS) nagyságrenddel nagyobb, mint a fémeknél. A pozitív és a negatív vezetőkkel egyaránt rendelkeznek bizonyos jellemzőkkel.
Ahol: 1 - ez a TCS-nél kevesebb, mint nulla; 2 - A TCS nagyobb, mint nulla.
Annak érdekében, hogy az ilyen vezetők, mint termisztorok elkezdjenek működni, vegye figyelembe az I-V jellemző bármely pontját:
- ha az elem hőmérséklete nullánál alacsonyabb, akkor az ilyen vezetőket reléként használják;
- a változó áram, valamint a hőmérséklet és a feszültség vezérléséhez használjon egy lineáris metszetet.
A termisztorokat az ultramagasságon végrehajtott elektromágneses sugárzás ellenőrzésére és mérésére használják. Emiatt ezeket a vezetékeket olyan rendszerekben használják, mint például tűzriasztás, hőellenőrzés és ömlesztett közegek és folyadékok felhasználásának ellenőrzése. Azokat a termisztorokat, amelyekben a TCS nulla, a hűtési rendszerekben használják.
Most a hőelemekről. Hogyan befolyásolja a Seebeck jelenség a hőelemeket? A függőség az, hogy az ilyen vezetők ezen jelenség alapján működnek. Ha a csomópont hőmérséklete melegítés közben növekszik, egy EMF jelenik meg a zárt kör keresztmetszetén. Így függőségük nyilvánul meg, és a hőenergiát villamossá alakítják. A folyamat teljes megértése érdekében azt javaslom, hogy tanulmányozza a használati utasításokathogyan lehet maguknak elkészíteni egy hőelektromos generátort?.
Egy ilyen eszközt hőelemnek hívnak. A hőelemeket alacsony fogyasztású áramforrásként, valamint egy digitális számítástechnikai eszköz hőmérsékletének mérésére használják, ahol a méreteknek kicsinek kell lenniük és pontos leolvasással kell rendelkezniük.
További részletek a félvezetőkről és a hevítésnek az ellenállásukra gyakorolt hatásáról a videóban találhatók:
Nos, az utolsó dolog, amiről szeretnék beszélni, a hűtőszekrények és a félvezető fűtőberendezések. A félvezető csomópontok hatvan fok hőmérsékleti különbséget biztosítanak a kialakításban. Ennek köszönhetően kidolgozták a hűtőszekrényt. A hűtési hőmérséklet egy ilyen kamrában eléri - 16 fokot. Az elemek működésének alapja a hőelemek használata, amelyeken az áram áthalad.
Ezért megvizsgáltuk a vezető hőmérsékleti ellenállásának függőségét. Reméljük, hogy a megadott információ érthető és hasznos volt az Ön számára!
Bizonyára nem tudod:
Betöltés ...
