Odvisnost odpornosti na temperaturo

Ena od značilnosti katerega koli prevodnega materiala je odpornost na temperaturo. Če je prikazan kot grafikon koordinatna ravnina, kjer so časovni presledki (t) označeni vzdolž vodoravne osi in vrednost ohmskega upora (R) vzdolž navpične osi, dobimo zlomljeno črto. Odvisnost odpornosti na temperaturo je shematično sestavljena iz treh delov. Prvi ustreza rahlem ogrevanju - v tem času se odpornost zelo razlikuje. To se zgodi do določene točke, po kateri se črta na grafikonu nenadoma dvigne - to je drugi del. Tretja, zadnja komponenta - je ravna črta, ki se razteza navzgor od točke, na kateri se je rast R ustavil, sorazmerno majhen kot na vodoravno os.

Fizični pomen tega grafika je naslednji: odvisnost odpornosti in temperature vodnika je opisana z enostavno linearna enačba dokler ogrevalna vrednost ne preseže vrednosti značilnosti tega materiala. Navajamo abstrakten primer: če je pri temperaturi + 10 ° C odpornost snovi 10 Ohm, potem do 40 ° C se vrednost R praktično ne spremeni in ostane v merilni napaki. Toda že pri 41 ° C bo upadel upor do 70 Ohm. Če se nadaljnje povečanje temperature ne ustavi, se za vsako naslednjo stopnjo dodatni 5 ohmov.

Ta lastnost se pogosto uporablja v različnih električnih napravah, zato je naravno navesti podatke o bakru kot enem najpogostejših materialov v električni stroji. Tako za baker grelnega vodnika za vsako dodatno povečanje stopinjo upora privede do pol odstotka posebne vrednosti (ki se nahajajo v referenčnih tabelah, ki je nastavljena na 20 ° C, 1 m dolg odsek 1 mm²).

Ko se zgodi kovinski prevodnik elektromotorna sila obstaja električni tok - usmerjeno gibanje osnovnih delcev, ki imajo polnilo. Joji v vozliščih kristalna mreža kovine, ne morejo dolgo držati elektrona v svojih zunanjih orbitih, tako da se prosto gibljejo skozi celotno količino materiala iz enega vozlišča v drugega. To kaotično gibanje je posledica zunanje energije - toplote.

Čeprav je dejstvo premika očitno, ni usmerjeno, zato se ne šteje za tok. Ko se pojavi električno polje, so elektroni usmerjeni v skladu s svojo konfiguracijo in tvorijo usmerjeno gibanje. Ampak, ker toplotni učinek ni nikjer izginil, se kaotično gibljejo delci trčijo z usmerjenimi polji. Odvisnost odpornosti kovin na temperaturo kaže velikost motenj pri prehodu toka. Višja je temperatura, višji je R vodnik.

Očitni zaključek: zmanjšanje stopnje ogrevanja, lahko zmanjšate odpornost. Fenomen superprevodnosti (približno 20 ° K) je natančno označen z znatnim zmanjšanjem termičnega kaotičnega gibanja delcev v strukturi snovi.

Ta lastnost prevodnih materialov je našla široko uporabo v elektrotehniki. Na primer, odpornost vodnika od temperature, ki se uporablja v elektronskih senzorjih. Če poznate njeno vrednost za kateri koli material, lahko izdelate termistor, ga povežete z digitalno ali analogno napravo za branje, opravite ustrezno kalibracijo in uporabite kot alternativo živosrebrni termometri. V središču najsodobnejših termo senzorjev je to načelo, saj je zanesljivost višja in je načrtovanje preprostejše.

Poleg tega je odvisnost odpornosti od temperature omogočila izračun segrevanja navitij električnih motorjev.