Bagaimana rintangan konduktor bergantung pada suhu?
Logam
Bagaimana suhu mempengaruhi logam? Untuk mengetahui pergantungan ini, eksperimen dilakukan: bateri, ammeter, wayar dan obor disambungkan bersama menggunakan wayar. Maka anda perlu mengukur arus di litar. Setelah bacaan diambil, anda perlu membawa pembakar ke wayar dan memanaskannya. Apabila wayar dipanaskan, dilihat bahawa rintangan meningkat, dan kekonduksian logam menurun.
Di mana:
- Kawat logam
- Bateri
- Ammeter
Ketergantungan ditunjukkan dan dibenarkan oleh formula:
Dari rumus-rumus ini menunjukkan bahawa R dari konduktor ditentukan oleh formula:
Contoh pergantungan rintangan logam pada suhu disediakan dalam video:
Juga perlu memperhatikan harta benda seperti superkonduktiviti. Sekiranya keadaan persekitaran normal, maka apabila disejukkan, konduktor mengurangkan daya tahannya. Grafik di bawah menunjukkan bagaimana suhu dan ketahanan dalam merkuri bergantung.
Superconduktiviti adalah fenomena yang berlaku apabila bahan mencapai suhu kritikal (Kelvin mendekati nol), di mana rintangan menurun tajam ke sifar.
Gas
Gas memainkan peranan dielektrik dan tidak dapat mengalirkan arus elektrik. Dan agar ia terbentuk, pembawa caj diperlukan. Ion bertindak mengikut peranannya, dan ia timbul kerana pengaruh faktor luaran.
Ketergantungan boleh dianggap sebagai contoh. Untuk percubaan, reka bentuk yang sama digunakan seperti pada eksperimen sebelumnya, hanya konduktor yang diganti dengan plat logam. Harus ada ruang kecil di antara mereka. Ammeter harus menunjukkan kekurangan arus. Semasa meletakkan pembakar di antara plat, peranti akan menunjukkan arus yang melalui medium gas.
Di bawah ini adalah grafik ciri voltan arus pelepasan gas, di mana dilihat bahawa peningkatan pengionan pada tahap awal meningkat, maka pergantungan arus pada voltan tetap tidak berubah (iaitu, ketika voltan meningkat, arus tetap sama) dan peningkatan arus yang tajam, yang membawa kepada kerosakan lapisan dielektrik .
Pertimbangkan kekonduksian gas dalam praktiknya. Laluan arus elektrik dalam gas digunakan dalam lampu dan lampu pendarfluor. Dalam kes ini, katod dan anod, dua elektrod diletakkan dalam termos, di mana terdapat gas lengai. Bagaimana fenomena ini bergantung pada gas? Apabila lampu dihidupkan, dua filamen dipanaskan, dan pelepasan termionik dibuat.Di dalam mentol dilapisi dengan fosfor yang memancarkan cahaya yang kita lihat. Bagaimana merkuri bergantung pada fosfor? Uap merkuri, ketika dihujani elektron, membentuk sinaran inframerah, yang seterusnya memancarkan cahaya.
Sekiranya voltan digunakan antara katod dan anod, kekonduksian gas berlaku.
Cecair
Konduktor semasa dalam cecair adalah anion dan kation yang bergerak kerana medan luaran elektrik. Elektron memberikan kekonduksian yang boleh diabaikan. Pertimbangkan pergantungan rintangan pada suhu dalam cecair.
Di mana:
- Elektrolit
- Bateri
- Ammeter
Ketergantungan kesan elektrolit pada pemanasan ditentukan oleh formula:
Di mana a adalah pekali suhu negatif.
Bagaimana R bergantung pada pemanasan (t) ditunjukkan dalam grafik di bawah:
Hubungan ini harus dipertimbangkan semasa mengecas bateri dan bateri.
Semikonduktor
Dan bagaimana rintangan bergantung pada pemanasan pada semikonduktor? Pertama, mari kita bercakap mengenai termistor. Ini adalah peranti yang mengubah rintangan elektrik mereka di bawah pengaruh panas. Semikonduktor ini mempunyai koefisien suhu rintangan (TCS) urutan magnitud lebih tinggi daripada logam. Kedua-dua konduktor positif dan negatif, mereka mempunyai ciri-ciri tertentu.
Di mana: 1 - ini adalah TCS kurang daripada sifar; 2 - TCS lebih besar daripada sifar.
Agar konduktor seperti termistor mula berfungsi, perhatikan ciri I-V sebagai asas:
- jika suhu elemen kurang dari sifar, maka konduktor sedemikian digunakan sebagai geganti;
- untuk mengawal arus perubahan, serta suhu dan voltan apa, gunakan bahagian linier.
Termistor digunakan ketika memeriksa dan mengukur radiasi elektromagnetik, yang dilakukan pada frekuensi ultra tinggi. Oleh kerana itu, konduktor ini digunakan dalam sistem seperti penggera kebakaran, pengesahan haba dan kawalan penggunaan media pukal dan cecair. Termistor di mana TCS kurang dari sifar digunakan dalam sistem penyejukan.
Sekarang mengenai termokopel. Bagaimana fenomena Seebeck mempengaruhi termokopel? Pergantungannya adalah bahawa konduktor sedemikian beroperasi berdasarkan fenomena ini. Apabila suhu persimpangan meningkat dengan pemanasan, EMF muncul di persimpangan litar tertutup. Oleh itu, kebergantungan mereka ditunjukkan dan tenaga haba ditukarkan menjadi elektrik. Untuk memahami sepenuhnya prosesnya, saya mengesyorkan agar anda mempelajari arahan kami mengenai cara melakukannyabagaimana membuat penjana termoelektrik sendiri.
Peranti sedemikian dipanggil termokopel. Termokopel digunakan sebagai sumber arus daya rendah, dan juga untuk mengukur suhu peranti pengkomputeran digital, di mana dimensinya harus kecil dan bacaannya tepat.
Maklumat lebih lanjut mengenai semikonduktor, dan kesan pemanasan pada rintangannya dijelaskan dalam video:
Baiklah, perkara terakhir yang ingin saya bincangkan ialah peti sejuk dan pemanas semikonduktor. Persimpangan semikonduktor memberikan perbezaan suhu hingga enam puluh darjah dalam reka bentuk. Berkat ini, kabinet penyejuk telah dirancang. Suhu penyejukan di ruang sedemikian mencapai - 16 darjah. Asas pengoperasian unsur-unsur adalah penggunaan termokopel yang melaluinya arus elektrik.
Oleh itu, kami mengkaji pergantungan rintangan konduktor pada suhu. Kami berharap maklumat yang diberikan dapat difahami dan berguna untuk anda!
Pasti anda tidak tahu:
Memuat ...
