כיצד ההתנגדות של מוליך תלויה בטמפרטורה?
מתכות
כיצד הטמפרטורה משפיעה על מתכות? כדי לגלות תלות זו, נערך ניסוי: הסוללה, מד זרם, חוט לפיד מחוברים יחד באמצעות חוטים. אז אתה צריך למדוד את הזרם במעגל. לאחר הקריאה, עליכם להביא את המבער לחוט ולחממו. כאשר החוט מחומם, נראה כי ההתנגדות עולה, והמוליכות של המתכת פוחתת.
איפה:
- חוט ברזל
- סוללה
- מד זרם
הנוסחאות מצויינים ומוצדקים על ידי הנוסחאות:
מהנוסחאות הללו עולה כי R של המוליך נקבע על ידי הנוסחה:
דוגמה לתלות של עמידות מתכתית בטמפרטורה ניתנת בסרטון:
כמו כן יש לשים לב לנכס כזה כמו מוליכות על. אם התנאים הסביבתיים תקינים, אז כשהם מקוררים, המוליכים מפחיתים את ההתנגדות שלהם. הגרף שלהלן מראה כיצד הטמפרטורה וההתנגדות בכספית תלויים.
מוליכות על היא תופעה המתרחשת כאשר חומר מגיע לטמפרטורה קריטית (קלווין קרוב יותר לאפס), שבו ההתנגדות יורדת בצורה חדה לאפס.
גזים
גזים ממלאים את תפקיד הדיאלקטרי ואינם יכולים להוביל זרם חשמלי. וכדי שהוא יתגבש יש צורך במובילי טעינה. יונים פועלים בתפקידם והם נובעים כתוצאה מהשפעת גורמים חיצוניים.
ניתן לשקול תלות כדוגמה. לצורך הניסוי משתמשים באותו עיצוב כמו בניסוי הקודם, רק המוליכים מוחלפים בלוחות מתכת. צריך להיות חלל קטן ביניהם. על הספירה להצביע על חוסר זרם. בעת הנחת המבער בין הצלחות, המכשיר יציין את הזרם העובר במדיום הגז.
להלן תרשים של מאפייני מתח הזרם של פריקת גז, שם רואים שהעלייה ביינון בשלב הראשוני עולה, ואז התלות של הזרם במתח נשארה ללא שינוי (כלומר, כאשר המתח עולה, הזרם נשאר זהה) ועלייה חדה בזרם, מה שמוביל להתמוטטות השכבה הדיאלקטרית .
שקול את המוליכות של גזים בפועל. מעבר זרם חשמלי בגזים משמש במנורות פלורסנט ומנורות. במקרה זה, הקתודה והאנודה, שני אלקטרודות מונחות בבקבוק, בו יש גז אינרטי. כיצד תופעה זו תלויה בגז? כאשר המנורה דולקת, שני חוטמים מחוממים ונוצרת פליטה תרמית.בתוך הנורה מצופה זרחן הפולט את האור שאנו רואים. איך הכספית תלויה בזרחן? אדי מרקורי, כשהם מופגזים באלקטרונים, יוצרים קרינת אינפרא אדום, אשר בתורם פולטת אור.
אם מופעל מתח בין הקתודה לאנודה, מתרחשת מוליכות גז.
נוזלים
מוליכים זרם בנוזל הם אניונים וקטיונים הנעים בגלל שדה חיצוני חשמלי. אלקטרונים מספקים מוליכות זניחה. קחו בחשבון את תלות העמידות בטמפרטורה בנוזלים.
איפה:
- אלקטרוליט
- סוללה
- מד זרם
התלות בהשפעת האלקטרוליטים על חימום נקבעת על ידי הנוסחה:
כאשר a הוא מקדם הטמפרטורה השלילי.
כיצד R תלוי בחימום (t) מוצג בתרשים שלהלן:
יש לקחת בחשבון קשר זה בעת טעינת מצברים וסוללות.
מוליכים למחצה
וכיצד ההתנגדות תלויה בחימום במוליכים למחצה? ראשית, בואו נדבר על תרמיסטורים. מדובר במכשירים המשנים את ההתנגדות החשמלית שלהם תחת השפעת חום. למוליכים למחצה זה מקדם טמפרטורה של התנגדות (TCS) בסדר גודל גבוה יותר ממתכות. למוליכים חיוביים ושליליים כאחד, יש להם מאפיינים מסוימים.
איפה: 1 - זהו TCS פחות מאפס; 2 - TCS גדול מאפס.
על מנת שמוליכים כמו תרמיסטורים יתחילו לעבוד, קחו כל נקודה במאפיין ה- I-V כבסיס:
- אם הטמפרטורה של האלמנט נמוכה מאפס, אז מוליכים כאלה משמשים ממסר;
- כדי לשלוט בזרם המשתנה, כמו גם באיזו טמפרטורה ומתח, השתמש בקטע ליניארי.
תרמיסטורים משמשים בבדיקה ומדידה של קרינה אלקטרומגנטית המתבצעת בתדרים אולטרה גבוהים. מסיבה זו משתמשים במוליכים אלה במערכות כמו אזעקות אש, אימות חום ובקרה על השימוש בתקשורת ובנוזלים בכמויות גדולות. במערכת הקירור משתמשים באותם תרמיסטורים תרמיסטים שבהם ה- TCS פחות מאפס.
עכשיו על הצמידים התרמיים. כיצד תופעת Seebeck משפיעה על צמד תרמי? התלות היא שמוליכים כאלה פועלים על בסיס תופעה זו. כאשר טמפרטורת הצומת עולה עם חימום, מופיע EMF בצומת המעגל הסגור. לפיכך, התלות שלהם באה לידי ביטוי ואנרגיה תרמית הופכת לחשמל. כדי להבין היטב את התהליך, אני ממליץ לך ללמוד את ההוראות שלנו כיצד לבצעאיך להכין גנרטור תרמי עצמך.
מכשיר כזה נקרא צמד תרמי. צמד תרמי משמש כמקורות זרם בעלי עוצמה נמוכה, כמו גם למדידת טמפרטורות של מכשיר מחשוב דיגיטלי, בו הממדים צריכים להיות קטנים והקריאות מדויקות.
פרטים נוספים על מוליכים למחצה והשפעת החימום על ההתנגדות שלהם מתואר בסרטון:
ובכן, הדבר האחרון שהייתי רוצה לדבר עליו הוא מקררים ומחממי מוליכים למחצה. צומת מוליכים למחצה מספקים הפרש טמפרטורה של עד שישים מעלות בתכנון. בזכות זה תוכנן ארון קירור. טמפרטורת הקירור בתא כזה מגיעה - 16 מעלות. הבסיס להפעלת האלמנטים הוא השימוש בצמידים תרמיים שדרכם עובר זרם חשמלי.
אז בחנו את התלות של ההתנגדות של המוליך לטמפרטורה. אנו מקווים כי המידע שנמסר היה מובן ושימושי עבורך!
בטח אינך יודע:
טעינה...
