Ako závisí odpor vodiča od teploty?
kovy
Ako ovplyvňuje teplota kovy? Aby sa zistila táto závislosť, uskutočnil sa experiment: batéria, ampérmeter, drôt a horák sú vzájomne spojené pomocou drôtov. Potom musíte zmerať prúd v obvode. Po odčítaní údajov musíte horák priviesť k vodiču a zahriať ho. Po zahriatí drôtu je zrejmé, že odpor sa zvyšuje a vodivosť kovu klesá.
Kde:
- Kovový drôt
- batérie
- ampérmeter
Závislosť je uvedená a odôvodnená vzorcami:
Z týchto vzorcov vyplýva, že R vodiča je určený vzorcom:
Príklad závislosti kovového odporu od teploty je uvedený vo videu:
Je tiež potrebné venovať pozornosť takej vlastnosti, ako je supravodivosť. Ak sú podmienky prostredia normálne, potom po ochladení vodiče znížia svoj odpor. Nasledujúci graf ukazuje, ako závisia teplota a odpor v ortuti.
Supravodivosť je jav, ku ktorému dochádza, keď materiál dosiahne kritickú teplotu (Kelvin bližšie k nule), pri ktorej odpor prudko klesá na nulu.
plyny
Plyny zohrávajú úlohu dielektrika a nemôžu viesť elektrický prúd. Na to, aby sa vytvorila, sú potrebné nosiče poplatkov. Ióny pôsobia vo svojej úlohe a vznikajú vplyvom vonkajších faktorov.
Závislosť možno považovať za príklad. Pre experiment sa používa rovnaká konštrukcia ako v predchádzajúcom experimente, iba vodiče sa nahradia kovovými doskami. Medzi nimi by mal byť malý priestor. Ampérmeter by mal naznačovať nedostatok prúdu. Pri umiestňovaní horáka medzi platne zariadenie indikuje prúd, ktorý prechádza plynným médiom.
Nižšie je uvedený graf prúdovo-napäťovej charakteristiky plynového výboja, kde je vidieť, že nárast ionizácie v počiatočnej fáze sa zvyšuje, potom závislosť prúdu na napätí zostáva nezmenená (to znamená, že keď sa napätie zvyšuje, prúd zostáva rovnaký) a prudké zvýšenie prúdu, čo vedie k rozpadu dielektrickej vrstvy. ,
Zvážte vodivosť plynov v praxi. Prechod elektrického prúdu v plynoch sa používa vo žiarivkách a žiarovkách. V tomto prípade sú katóda a anóda, dve elektródy, umiestnené v banke, v ktorej je inertný plyn. Ako tento jav závisí od plynu? Keď je lampa zapnutá, zohrejú sa dve vlákna a vytvorí sa tepelná emisia.Vo vnútri žiarovky je potiahnutý fosfor, ktorý vyžaruje svetlo, ktoré vidíme. Ako závisí ortuť od fosforu? Výpary ortuti, keď sú bombardované elektrónmi, vytvárajú infračervené žiarenie, ktoré zase vyžaruje svetlo.
Ak je medzi katódou a anódou pripojené napätie, dochádza k vodivosti plynu.
kvapaliny
Prúdové vodiče v kvapalinách sú anióny a katióny, ktoré sa pohybujú v dôsledku vonkajšieho elektrického poľa. Elektróny poskytujú zanedbateľnú vodivosť. Zvážte závislosť odporu od teploty v kvapalinách.
Kde:
- elektrolyt
- batérie
- ampérmeter
Závislosť účinku elektrolytov na zahrievanie je stanovená vzorcom:
Kde a je záporný teplotný koeficient.
Ako R závisí od zahrievania (t), je znázornené v nasledujúcom grafe:
Tento vzťah by sa mal brať do úvahy pri nabíjaní batérií a batérií.
Semiconductors
A ako závisí odpor na zahrievaní v polovodičoch? Najprv si povedzme o termistoroch. Sú to zariadenia, ktoré menia svoj elektrický odpor pod vplyvom tepla. Tento polovodič má teplotný koeficient odporu (TCS) rádovo vyšší ako kovy. Pozitívne aj negatívne vodiče majú určité vlastnosti.
Kde: 1 - to je TCS menej ako nula; 2 - TCS je väčší ako nula.
Aby mohli vodiče, ako sú termistory, začať pracovať, berú za základ akýkoľvek bod charakteristiky I-V:
- ak je teplota prvku nižšia ako nula, potom sa takéto vodiče použijú ako relé;
- na reguláciu meniaceho sa prúdu, ako aj teploty a napätia, použite lineárny rez.
Termistory sa používajú pri kontrole a meraní elektromagnetického žiarenia, ktoré sa vykonáva pri ultravysokých frekvenciách. Preto sa tieto vodiče používajú v systémoch, ako sú požiarne poplachy, overovanie tepla a kontrola použitia hromadných médií a kvapalín. Termistory, ktorých TCS je menej ako nula, sa používajú v chladiacich systémoch.
Teraz o termočlánkoch. Ako fenomén Seebeck ovplyvňuje termočlánky? Závislosť spočíva v tom, že takéto vodiče fungujú na základe tohto fenoménu. Keď sa teplota križovatky zvyšuje s ohrevom, na križovatke uzavretého okruhu sa objaví EMF. Tým sa prejaví ich závislosť a tepelná energia sa premení na elektrinu. Ak chcete tento proces plne pochopiť, odporúčame vám prečítať si naše pokyny, ako na toako si sami vyrobiť termoelektrický generátor.
Takéto zariadenie sa nazýva termočlánok. Termočlánky sa používajú ako zdroje s nízkym príkonom, ako aj na meranie teploty digitálneho výpočtového zariadenia, v ktorom by rozmery mali byť malé a presné hodnoty.
Ďalšie podrobnosti o polovodičoch a účinku zahrievania na ich odpor sú opísané vo videu:
Posledná vec, o ktorej by som chcel hovoriť, sú chladničky a polovodičové ohrievače. Polovodičové spoje zabezpečujú teplotný rozdiel v konštrukcii až šesťdesiat stupňov. Vďaka tomu bol navrhnutý chladiaci box. Chladiaca teplota v takejto komore dosahuje - 16 stupňov. Základom činnosti prvkov je použitie termočlánkov, ktorými prechádza elektrický prúd.
Skúmali sme závislosť odporu vodiča od teploty. Dúfame, že poskytnuté informácie boli pre vás zrozumiteľné a užitočné!
Určite nevieš:
Načítava...
