Coeficientul de temperatură al rezistenței la 1
Rezistența electrică a conductorului în general, depinde de materialul conductor pe lungimea sa și secțiunea transversală sau mai pe scurt - rezistivitatea și dimensiunile geometrice ale conductorului. Această dependență este bine cunoscută și este dată de:
Cunoscut fiecare și legea lui Ohm pentru o secțiune omogenă a circuitului electric. din care se vede că este mai mic curent, cu atât mai mare rezistență. Astfel, în cazul în care rezistența conductorului este constantă, cu o creștere a curentului de tensiune aplicată liniar trebuie să crească. Dar, în realitate, nu este. Rezistența conductoarelor nu este constantă.
Exemplele nu sunt departe de a căuta. În cazul în care o sursă de alimentare reglementate (cu un voltmetru și ampermetru) pentru a conecta un bec, și de a crește treptat presiunea pe ea, ceea ce duce până la par, este ușor de văzut că curentul nu crește liniar: o tensiune se apropie de curentul nominal al lămpii prin bobina sa este în creștere mai lent și lumina strălucește mai luminos.
Nu există un astfel că dublarea tensiunea aplicată la spirala, se ridică pe jumătate și curent. legea lui Ohm ca și în cazul în care nu sunt îndeplinite. De fapt, legea lui Ohm se realizează, și rezistența la filament exact o lampă nu este constantă, ea depinde de temperatura.
Să ne amintim ce este conectat cu un metal de înaltă conductivitate electrică. Este legat de prezența metalelor într-un număr mare de purtători - componente ale curentului - conductibilitate de electroni. Ea electronii generate de electroni de valență atomilor de metal, care pentru toți conductorul sunt comune, ele nu aparțin fiecărui atom în parte.
Sub influența unui câmp electric aplicat unui fire liberă electronilor de conducție trece de la mișcarea haotică, mai mult sau mai puțin ordonată - se formează curentul electric. Dar electronii din calea lor întâlni obstacole neuniformitate zăbrele ionice, cum ar fi defecte zăbrele structură eterogenă din cauza fluctuațiilor termice.
Electronii interacționează cu ionii își pierd impuls, energia transferată la ionii de zăbrele, trece in vibratii ioni cu zăbrele și haos mișcare termică a electronilor înșiși amplificate de conductor și este încălzită prin trecerea curentului prin ea.
În semiconductori, dielectrice, electroliți, gaze, lichide non-polare - Rezistenta motiv poate fi dat, cu toate acestea, legea lui Ohm, în mod evident, nu rămâne constantă liniară.
Astfel, pentru metale, o creștere a temperaturii duce la o creștere suplimentară a vibrațiilor termice ale rețelei cristaline, iar rezistența la mișcare crește electronii de conducție. Acest lucru este evident din experimentul cu lampa: luminozitatea este crescută, dar curentul a crescut mai slab. Aceasta este, schimbarea de temperatură a afectat rezistența filamentului.
Ca urmare, devine clar că rezistența conductorilor metalici depinde aproape liniar de temperatura. Și dacă luăm în considerare faptul că dimensiunile geometrice ale conductorului de încălzire sunt schimbate ușor, iar rezistivitatea electrică este aproape liniar dependentă de temperatură. În funcție de acestea pot fi exprimate prin formula:
Să acorde o atenție la factorii. Să presupunem că, la 0 ° C este egal cu conductor de rezistență R0, apoi la o temperatură de t ° C, se va lua o valoare R (t), iar modificarea relativă a rezistenței este egală # 945; * t ° C Aici este factorul de proporționalitate # 945; și se numește coeficientul de temperatură al rezistenței. Ea caracterizează dependența rezistenței electrice a substanței de la temperatura sa actuală.
Acest raport este numeric egală cu modificarea relativă a rezistenței electrice a conductorului la schimbarea temperaturii sale de 1K (un grad Kelvin, care este echivalentă cu o modificare a temperaturii de un grad Celsius).
Pentru metale TCR (coeficientul de temperatură al rezistenței # 945;), deși relativ mici, dar întotdeauna mai mare decât zero, deoarece trecerea curentului mai mulți electroni se ciocnesc cu ionii cu zăbrele, mai mare temperatura, adică cea mai mare mișcarea lor haotică termică și mai mare viteza. Confruntat cu o mișcare haotică a ionilor cu zăbrele, electronii din metal pierd energie, pe care îl vedem în rezultatul - conductorul de rezistență crește atunci când este încălzit. Acest fenomen este utilizat punct de vedere tehnic în termometre de rezistență.
Astfel, coeficientul de temperatură al rezistenței # 945; Ea caracterizează dependența materialului rezistența electrică și temperatura măsurată în 1 / - în grade Kelvin -1. Valoarea cu semn opus se numește coeficientul de conductivitate termică.
În ceea ce privește semiconductori pure, pentru ei TCR este negativ, adică, rezistența scade odată cu creșterea temperaturii, datorită faptului că, pe măsură ce temperatura crește, mai mulți electroni în banda de conducție, crescând astfel concentrația de găuri. Același mecanism este lichid nepolar caracteristic și dielectrici solizi.
Polar lichide rezistența dramatic scade odată cu creșterea temperaturii datorită reducerii vâscozității și disocierea creșterii. Această proprietate este utilizată pentru protecția tuburilor electronice de ravagiile de curentul de mari dimensiuni.
In aliaje, semiconductori dopate, electroliți și gazele încălziți dependența de rezistență este mai complexă decât cea din metale pure. Aliajele cu un TCR foarte scăzut, cum ar fi manganin și constantan, sunt utilizate în dispozitive electrice.