התנגדות לעומת טמפרטורה

אחד המאפיינים של כל חומר מוליך חשמל - התנגדות זו לעומת טמפרטורה. אם זה מיוצג כגרף על מטוס לתאם, שבו מרווחי הזמן מסומנים על הציר האופקי (t), ואת אנכי - הערך של ההתנגדות ohmic (R), אז נקבל קו שבור. התלות בטמפרטורה של התנגדות סכמטי מורכבת משלושה חלקים. הראשון מתאים חום קטן - זו התנגדות הזמן משתנה מעט מאוד. זה קורה עד לנקודה מסוימת, שלאחריו הקו בתרשים עולה באופן דראמטי - זה העלילה השנייה. שלישית, הרכיב האחרון - הוא ישיר נמתח כלפי מעלה מן הנקודה שבה גובה R הפסיק, בזווית קטנה יחסית הציר האופקי.

המשמעות הפיזית של הגרף הזה הוא את הדברים הבאים: התלות בטמפרטורה התנגדות של המנצח מתואר על ידי פשוט משוואה ליניארית כל עוד כמות החימום אינו עולה כמה אופייני ערך עבור חומר מסוים. הנה דוגמא מופשטת: אם ב + 10 ° C התנגדות חומר היא 10 אוהם, אז כדי 40 מעלות צלזיוס הערך של R לא ישתנה, שנותר בגבולות טעות מדידה. אבל אפילו 41 ° C לקפוץ בהתנגדות עולה ל 70 אוהם. אם עליה נוספת בטמפרטורה לא יפסיקו, לכל התארים הבאים תיפול של 5 אוהם נוספים.

מאפיין זה נעשה שימוש נרחב במכשירים חשמליים שונים, כך לגרום נתונים באופן טבעי על נחושת כאחד החומרים הנפוצים ביותר מכונה חשמלי. לפיכך, עבור מוליך חום נחושת עבור כל עליית תואר נוספת בהתנגדות מובילה חצי אחוז מהשווי הספציפי (ניתן למצוא בטבלאות ההפניה, מוגדר 20 ° C, 1 סעיף מ 'אורך של 1 ממ"ר).

במקרה של מוליך מתכתי כוח אלקטרומניע EMF מופיע זרם חשמלי - תנועה מכוונת של חלקיקים יסודיים עם מטען. יוני נוכח צומת של הסריג הגבישי של המתכת, הוא לא מסוגל להחזיק אלקטרונים ארוכים במסלולים החיצוניים שלהם, כדי שיוכלו לנוע בחופשיות ברחבי הנפח של חומר מצומת אחד למשנו. תנועה אקראית זו נגרמת על ידי אנרגיה חיצונית - חומה.

למרות עובדת התנועה קיימת, הוא אינו מופנה, אך לא נחשב נוכחי. כאשר השדה החשמלי, האלקטרונים מכוונים בהתאם התצורה שלו, ויוצרים תנועה מכוונת. אבל כמו האפקט התרמי לא נעלם, החלקיקים הנעים באופן אקראי להתנגש עם שדה מכוון. התלות של ההתנגדות של מתכות עם הטמפרטורה עולה בכמות ההפרעות למעבר הנוכחי. ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך עולה מנצח R.

המסקנה המתבקשת: מצמצמת את מידת החימום יכולה להיות מופחתת והתנגדות. מוליכות (כ 20 ° K) רק המאופיינת הפחתה משמעותית של תנועה כאוטית תרמית של חלקיקים בתוך החומר.

קח למשל את תכונות החומר המוליך היא בשימוש נרחב בהנדסת חשמל. לדוגמא, את התלות של ההתנגדות המנצחת של הטמפרטורה המשמשת חיישנים האלקטרוניים. ידיעת הערך שלה עבור חומר מסוים יכולה להיות מיוצר thermistor, לחבר אותו אל מכשיר קריאה דיגיטלי או אנלוגי, לבצע סולם לדירוג המתאים לשמש כחלופה כדי המדחום הכספי. בליבה של רוב החיישנים המודרניים התרמיים הניחו בדיוק זה עיקרון, כי אמינות גבוהה, ועיצוב קל.

בהמשך, תלות בטמפרטורה של חימום התנגדות מאפשרת לחשב בפיתולי המנוע.