Cum depinde rezistența unui conductor de temperatură?
metale
Cum afectează temperatura metalelor? Pentru a afla această dependență, a fost efectuat un experiment: bateria, amperometrul, firul și lanterna sunt conectate împreună folosind fire. Apoi, trebuie să măsurați curentul în circuit. După ce citirile au fost luate, trebuie să aduceți arzătorul la fir și să îl încălziți. Când s-a încălzit firul, se vede că rezistența crește, iar conductivitatea metalului scade.
Unde:
- Sârmă metalică
- Baterie
- Ampermetru
Dependența este indicată și justificată prin formulele:
Din aceste formule rezultă că R al conductorului este determinat de formula:
Un exemplu de dependență a rezistenței metalelor de temperatură este prezentat în videoclip:
De asemenea, este necesar să se acorde atenție unei astfel de proprietăți precum superconductivitatea. Dacă condițiile de mediu sunt normale, atunci când sunt răcite, conductorii își reduc rezistența. Graficul de mai jos arată cum depind temperatura și rezistivitatea în mercur.
Superconductivitatea este un fenomen care apare atunci când un material atinge o temperatură critică (Kelvin mai aproape de zero), la care rezistența scade brusc până la zero.
gaze
Gazele joacă rolul unui dielectric și nu pot conduce un curent electric. Și pentru ca acesta să se formeze, este nevoie de operatori de taxare. Ionii acționează în rolul lor și apar datorită influenței factorilor externi.
Dependența poate fi considerată ca un exemplu. Pentru experiment, se folosește același design ca în experimentul precedent, numai conductoarele sunt înlocuite cu plăci metalice. Ar trebui să existe un spațiu mic între ele. Amperometrul trebuie să indice lipsa de curent. Când așezați arzătorul între plăci, dispozitivul va indica curentul care trece prin mediul de gaz.
Mai jos este prezentat un grafic al caracteristicii de tensiune curentă a unei descărcări de gaz, unde se vede că creșterea ionizării în faza inițială crește, apoi dependența curentului de tensiune rămâne neschimbată (adică atunci când tensiunea crește, curentul rămâne același) și o creștere accentuată a curentului, ceea ce duce la ruperea stratului dielectric .
Luați în considerare conductivitatea gazelor în practică. Trecerea curentului electric în gaze este utilizată în lămpi și lămpi fluorescente. În acest caz, catodul și anodul, doi electrozi sunt plasați într-un balon, în care există un gaz inert. Cum depinde acest fenomen de gaz? Când lampa se aprinde, două filamente sunt încălzite și se creează o emisie termionică.În interiorul becului este acoperit cu un fosfor care emite lumina pe care o vedem. Cum depinde mercurul de fosfor? Vaporii de mercur, când sunt bombardați cu electroni, formează radiații infraroșii, care la rândul lor emit lumină.
Dacă tensiunea este aplicată între catod și anod, apare conductivitatea gazului.
lichide
Conductorii de curent în lichide sunt anioni și cationi care se mișcă datorită unui câmp electric extern. Electronii asigură o conductibilitate neglijabilă. Luați în considerare dependența de rezistență de temperatură în lichide.
Unde:
- Electrolit
- Baterie
- Ampermetru
Dependența efectului electroliților de încălzire este prescrisă după formula:
În cazul în care a este coeficientul negativ de temperatură.
Cum R depinde de încălzire (t) este prezentat în graficul de mai jos:
Această relație trebuie luată în considerare la încărcarea bateriilor și a bateriilor.
Semiconductori
Și cum depinde rezistența de încălzire în semiconductori? În primul rând, să vorbim despre termistori. Acestea sunt dispozitive care își schimbă rezistența electrică sub influența căldurii. Acest semiconductor are un coeficient de temperatură de rezistență (TCS), cu o ordine de mărime mai mare decât metalele. Atât conductoarele pozitive, cât și cele negative, au anumite caracteristici.
Unde: 1 - TCS este mai mic decât zero; 2 - TCS este mai mare decât zero.
Pentru ca astfel de conductoare ca termistorii să înceapă să funcționeze, luați orice punct al caracteristicii I-V ca bază:
- dacă temperatura elementului este mai mică de zero, atunci astfel de conductoare sunt utilizate ca releu;
- pentru a controla curentul în schimbare, precum și temperatura și tensiunea, utilizați o secțiune liniară.
Termistorii sunt folosiți la verificarea și măsurarea radiațiilor electromagnetice, care se realizează la frecvențe ultra-înalte. Datorită acestui fapt, acești conductori sunt folosiți în sisteme precum alarmele de incendiu, verificarea căldurii și controlul utilizării mediilor și lichidelor în vrac. Termistorii în care TCS este mai mic decât zero sunt folosiți în sistemele de răcire.
Acum despre termocuple. Cum afectează fenomenul Seebeck termocuple? Dependența este că astfel de conductori funcționează pe baza acestui fenomen. Când temperatura joncțiunii crește odată cu încălzirea, la joncțiunea circuitului închis apare un EMF. Astfel, dependența lor se manifestă și energia termică este transformată în energie electrică. Pentru a înțelege complet procesul, vă recomand să studiați instrucțiunile noastre despre cum să facețicum să faceți singur un generator termoelectric.
Un astfel de dispozitiv se numește termopar. Termoparele sunt utilizate ca surse de curent cu putere redusă, precum și pentru măsurarea temperaturilor unui dispozitiv de calcul digital, în care dimensiunile ar trebui să fie mici și citirile exacte.
Mai multe detalii despre semiconductori și efectul încălzirii asupra rezistenței lor sunt descrise în videoclip:
Ei bine, ultimul lucru despre care aș dori să vorbesc este frigiderele și încălzitoarele cu semiconductor. Joncțiunile semiconductoare asigură o diferență de temperatură de până la șaizeci de grade în proiectare. Datorită acestui lucru, a fost proiectat un dulap frigorific. Temperatura de răcire într-o astfel de cameră atinge - 16 grade. La baza funcționării elementelor se află folosirea de termocuple prin care trece curentul electric.
Am examinat deci dependența rezistenței conductorului de temperatură. Sperăm că informațiile furnizate au fost inteligibile și utile pentru dumneavoastră!
Cu siguranță nu știți:
Se încarcă...
