Tyypillisesti metallien sähkövastus kasvaa lämpötilan noustessa. T

Lähes kaikkien materiaalien sähkövastus riippuu lämpötilasta. Tämän riippuvuuden luonne on erilaisia ​​materiaaleja eri.

Metalleissa, joilla on kiderakenne, elektronien vapaata polkua varauksenkantajina rajoittavat niiden törmäykset kidehilan solmukohdissa sijaitseviin ioneihin. Törmäysten aikana elektronien liike-energia siirtyy hilaan. Jokaisen törmäyksen jälkeen elektronit ovat voimien vaikutuksen alaisia sähkökenttä kiihtyy uudelleen ja seuraavissa törmäyksissä luovuttaa hankittua energiaa ioneille kristallihila, mikä lisää niiden värähtelyä, mikä johtaa aineen lämpötilan nousuun. Siten elektroneja voidaan pitää välittäjinä sähköenergian muuntamisessa lämpöenergiaksi. Lämpötilan nousuun liittyy ainehiukkasten kaoottisen lämpöliikkeen lisääntyminen, mikä johtaa elektronien törmäysten lukumäärän lisääntymiseen niiden kanssa ja vaikeuttaa elektronien järjestettyä liikettä.

Useimpien metallien ominaisvastus kasvaa lineaarisesti käyttölämpötiloissa

Missä Ja - ominaisvastus alku- ja loppulämpötiloissa;

- tietyn metallin vakiokerroin, jota kutsutaan lämpötilavastuskertoimeksi (TCR);

T1 ja T2 - alku- ja loppulämpötilat.

Toisen tyypin johtimien tapauksessa lämpötilan nousu johtaa niiden ionisaatioon, joten tämän tyyppisten johtimien TCS on negatiivinen.

Aineiden ja niiden TCS:n ominaisvastusarvot on annettu hakuteoksissa. Tyypillisesti ominaisvastusarvot annetaan yleensä +20 °C:n lämpötilassa.

Johtimen vastuksen antaa

R2 = R1
(2.1.2)

Tehtävä 3 Esimerkki

Määritä kaksijohtimisen siirtojohdon kuparilangan resistanssi + 20 °C ja + 40 °C, jos johtimen poikkileikkaus S =

120 mm , ja linjan pituus = 10 km.

Ratkaisu

Vertailutaulukoiden avulla löydämme resistanssin kupari + 20 °C:ssa ja lämpötilakerroin vastus :

= 0,0175 ohmia mm /m; = 0,004 astetta .

Määritetään langan resistanssi kohdassa T1 = +20 °C kaavalla R = , ottaen huomioon linjan lähtö- ja paluujohtojen pituus:

R1 = 0,0175
2 = 2,917 ohmia.

Löydämme johtojen resistanssin + 40 °C:n lämpötilassa kaavalla (2.1.2)

R2 = 2,917 = 3,15 ohmia.

Harjoittele

Kolmijohtiminen ilmajohto, jonka pituus on L, on tehty langasta, jonka merkki on esitetty taulukossa 2.1. On tarpeen löytää merkillä “?” osoittama arvo käyttämällä annettua esimerkkiä ja valitsemalla taulukosta 2.1 vaihtoehto siinä määritellyillä tiedoilla.

On huomattava, että ongelmaan, toisin kuin esimerkissä, liittyy yhteen johtoon liittyviä laskelmia. Paljaslankojen merkeissä kirjain osoittaa langan materiaalin (A - alumiini; M - kupari) ja numero ilmaisee langan poikkileikkauksen mm .

Taulukko 2.1

Aihemateriaalin opiskelu päättyy työhön kokeilla nro 2 (TOE-

ETM/PM” ja nro 3 (TOE – ETM/IM)

Metalleille, joilla ei ole suprajohtavuutta, milloin matalat lämpötilat epäpuhtauksien läsnäolon vuoksi havaitaan alue 1 – jäännösvastuksen alue, lähes lämpötilasta riippumaton (kuva 10.5). Jäännösvastus- r ost mitä vähemmän, sitä puhtaampaa metallia.

Riisi. 10.5. Metallin resistiivisyyden riippuvuus lämpötilasta

Resistiivisyyden nopea kasvu matalissa lämpötiloissa Debye-lämpötilaan asti K dvoidaan selittää hilan uusien lämpövärähtelytaajuuksien virityksellä, joilla tapahtuu varauksenkuljettajien sirontaa - alue 2 .

klo T> Q d, kun värähtelyspektri on täysin viritetty, värähtelyamplitudin kasvu lämpötilan noustessa johtaa lineaariseen resistanssin nousuun noin T pl - alue 3 . Kun rakenteen jaksollisuus rikotaan, elektroni kokee sirontaa, mikä johtaa liikkeen suunnan, äärellisten keskimääräisten vapaiden polkujen ja metallin johtavuuden muutokseen. Johtoelektronien energia metalleissa on 3–15 eV, mikä vastaa 3–7 Å:n aallonpituuksia. Siksi kaikki epäpuhtauksien, vikojen, kidepinnan tai atomien (fononien) lämpövärähtelyjen aiheuttamat jaksollisuusrikkomukset lisäävät metallin ominaisvastusta.

Toteutetaan laadullinen analyysi lämpötilariippuvuus metallien ominaisvastus. Metallien elektronikaasu on degeneroitunut ja pääasiallinen elektronien sirontamekanismi alueella korkeita lämpötiloja hajoaa fononien avulla.

kloKun lämpötila putoaa absoluuttiseen nollaan, normaalien metallien vastus pyrkii vakioarvoon- jäännösvastus. Poikkeuksena tähän sääntöön ovat suprajohtavat metallit ja metalliseokset, joissa vastus häviää tietyn kriittisen lämpötilan alapuolelle T sv (suprajohtavaan tilaan siirtymisen lämpötila).

Lämpötilan noustessa resistiivisyyden poikkeama lineaarisesta riippuvuudesta useimpien metallien kohdalla tapahtuu lähellä sulamispistettä T pl. Jonkin verran poikkeamaa lineaarisesta riippuvuudesta voidaan havaita ferromagneettisissa metalleissa, joissa elektronien lisäsirontaa esiintyy spinjärjestyksen rikkomisen yhteydessä.

Kun sulamislämpötila saavutetaan ja siirtyminen nestemäiseen tilaan tapahtuu, useimpien metallien ominaisvastus kasvaa jyrkästi ja jotkut pienentävät sitä. Jos metallin tai lejeeringin sulamiseen liittyy tilavuuden kasvu, resistiivisyys kasvaa kahdesta neljään kertaan (esimerkiksi elohopealla 4 kertaa).

Metalleissa, joiden tilavuus pienenee sulamisen aikana, ominaisvastus päinvastoin pienenee (galliumilla 53 %, antimonille -29% ja vismutille -54%). Tällainen poikkeama voidaan selittää tiheyden ja kokoonpuristuvuusmoduulin kasvulla näiden metallien siirtymisen aikana kiinteästä tilasta nestemäiseen. Joillekin sulalle (nestemäiselle) metallille ominaisvastus lakkaa kasvamasta lämpötilan noustessa vakiotilavuudessa, toisissa se kasvaa hitaammin kuin kiinteässä tilassa. Sellaiset poikkeavuudet voivat ilmeisesti liittyä hilahäiriön ilmiöihin, jotka esiintyvät eri tavalla erilaisia ​​metalleja siirtyessään yhdestä aggregaatiotilasta toiseen.

Metallien tärkeä ominaisuus on lämpötilakerroin sähköinen vastus näyttää resistiivisyyden suhteellisen muutoksen yhden Kelvinin (aste) lämpötilan muutoksella

a r - positiivinen, kun ominaisvastus kasvaa lämpötilan noustessa. On selvää, että arvo a r on myös lämpötilan funktio. Lineaarisen riippuvuuden alueella 3 r ( T) (katso kuva 10.3) seuraava suhde pätee:

missä r 0 ja a r - resistiivisyys ja resistiivisyyden lämpötilakerroin lämpötilassaT 0 ja r - resistanssi lämpötilassaT. Kokeelliset tiedot osoittavat, että useimmille metalleille a r huoneenlämmössä noin 0,004 TO-1 .Ferromagneettisille metalleille arvo a r on hieman korkeampi.

Metallien jäännösresistanssi . Kuten edellä mainittiin, normaalimetallien vastus pyrkii vakioarvoon - jäännösresistanssiin, kun lämpötila laskee absoluuttiseen nollaan. Normaaleissa metalleissa (ei suprajohteissa) jäännösresistanssi syntyy staattisten vikojen aiheuttamasta sähkönjohtavuuselektronien sironnasta

Metallijohtimen yleinen puhtaus ja täydellisyys voidaan määrittää vastusten suhteella r = R 273 /R 4,2 K. Normaalin puhtauden 99,999 kuparilla tämä suhde on 1000. Lisää arvot r voidaan saavuttaa lisävyöhykesulattamalla ja valmistamalla näytteitä yksittäiskiteiden muodossa.

Laaja koeaineisto sisältää lukuisia tietoja metallien epäpuhtauksien aiheuttaman vastuksen mittaamisesta. Seuraavat tyypillisimmät metallien seostuksen aiheuttamat muutokset voidaan havaita. Ensinnäkin, fononihäiriöitä lukuun ottamatta, epäpuhtaus on hilan ideaalisuuden paikallinen rikkomus, joka on täydellinen kaikilta muilta osin. Toiseksi doping vaikuttaa nauharakenteeseen siirtämällä Fermi-energiaa ja muuttamalla tilatiheyttä ja tehollista massaa, ts. parametrit, jotka määrittävät osittain metallin ihanteellisen vastuksen. Kolmanneksi doping voi muuttaa hilan elastisia vakioita ja vastaavasti värähtelyspektriä, mikä vaikuttaa ihanteelliseen vastukseen.

Johtimen kokonaisresistanssi yli 0K lämpötiloissa se koostuu jäännösvastuksesta r ost ja hilan lämpövärähtelyjen aiheuttamasta sironnasta johtuva resistiivisyys - r T

Tämä suhde tunnetaan Matthiessenin resistiivisyyden additiivisena sääntönä. Usein kuitenkin havaitaan merkittäviä poikkeamia Matthiessenin säännöstä, ja osa näistä poikkeamista ei välttämättä puolta metallien kestävyyteen vaikuttavien päätekijöiden soveltuvuutta, kun niihin joutuu epäpuhtauksia. Kuitenkin myös tämän osan alussa mainitut toinen ja kolmas tekijä vaikuttavat merkittävästi. Mutta silti ensimmäisellä tekijällä on voimakkaampi vaikutus laimennettujen kiinteiden liuosten kestävyyteen.

Muutos jäännösvastuksessa 1 at. Yksiarvoisten metallien epäpuhtausprosentti voidaan löytää Linden säännöllä, jonka mukaan

Missä a Ja b- vakiot riippuen metallin luonteesta ja ajanjaksosta, joka kestää metallin sisällä Jaksollinen järjestelmä elementit epäpuhtaus atomi;Δ Ζ - liuotinmetallin ja epäpuhtausatomin valenssien ero. Avoimista työpaikoista ja interstitiaalisista atomeista johtuvat resistanssilaskelmat ovat käytännönläheisiä. Tällaisia ​​vikoja syntyy helposti, kun näytettä säteilytetään korkeaenergisilla hiukkasilla, kuten reaktorin neutroneilla tai kiihdyttimen ioneilla.

Jokaisella aineella on oma resistanssinsa. Lisäksi vastus riippuu johtimen lämpötilasta. Varmistetaan tämä tekemällä seuraava koe.

Ohjataan virta terässpiraalin läpi. Kierteellä varustetussa piirissä kytkemme ampeerimittarin sarjaan. Se näyttää jonkin verran arvoa. Nyt lämmitetään spiraali kaasupolttimen liekissä. Ampeerimittarin näyttämä nykyinen arvo pienenee. Eli virran voimakkuus riippuu johtimen lämpötilasta.

Resistanssin muutos lämpötilasta riippuen

Oletetaan, että lämpötilassa 0 astetta johtimen resistanssi on yhtä suuri kuin R0 ja lämpötilassa t vastus on yhtä suuri kuin R, niin resistanssin suhteellinen muutos on suoraan verrannollinen lämpötilan muutokseen t:

• (R-RO)/R=a*t.

Tässä kaavassa a on suhteellisuuskerroin, jota kutsutaan myös lämpötilakertoimeksi. Se luonnehtii aineen vastuksen riippuvuutta lämpötilasta.

Lämpötilavastuskerroin Numeerisesti yhtä suuri kuin johtimen resistanssin suhteellinen muutos, kun sitä kuumennetaan 1 Kelvinillä.

Kaikille metalleille lämpötilakerroin Nollan yläpuolella. Se muuttuu hieman lämpötilan muutosten myötä. Siksi, jos lämpötilan muutos on pieni, lämpötilakerrointa voidaan pitää vakiona ja yhtä suurena kuin tämän lämpötila-alueen keskiarvo.

Elektrolyyttiliuosten vastus pienenee lämpötilan noustessa. Eli heille lämpötilakerroin on alle nolla.

Johtimen resistanssi riippuu johtimen resistiivisyydestä ja johtimen koosta. Koska johtimen mitat muuttuvat hieman kuumennettaessa, on johtimen resistanssin muutoksen pääkomponentti resistanssi.

Johtimen resistiivisyyden riippuvuus lämpötilasta

Yritetään löytää johtimen resistiivisyyden riippuvuus lämpötilasta.

Korvataan vastusarvot R=p*l/S R0=p0*l/S edellä saatuun kaavaan.

Saamme seuraavan kaavan:

• p = p0(1+a*t).

Tämä riippuvuus on esitetty seuraavassa kuvassa.

Yritetään selvittää, miksi vastus kasvaa

Kun nostamme lämpötilaa, ionien värähtelyjen amplitudi kidehilan solmukohdissa kasvaa. Siksi vapaat elektronit törmäävät niihin useammin. Törmäyksessä he menettävät liikkeensä suunnan. Tämän seurauksena virta pienenee.

Hänen käytännön toimintaa jokainen sähköasentaja tapaa erilaisia ​​ehtoja varauksenkuljettajien kulku metalleissa, puolijohteissa, kaasuissa ja nesteissä. Virran suuruuteen vaikuttaa sähkövastus, joka muuttuu eri tavoin ympäristön vaikutuksesta.

Yksi näistä tekijöistä on altistuminen lämpötilalle. Koska se muuttaa merkittävästi virran kulkua, suunnittelijat ottavat sen huomioon sähkölaitteiden tuotannossa. Sähköasennusten kunnossapitoon ja käyttöön osallistuvan sähköhenkilöstön tulee osata käyttää näitä ominaisuuksia käytännön työssä.

Lämpötilan vaikutus metallien sähkövastukseen

SISÄÄN koulun kurssi Fyysikkoa pyydetään suorittamaan seuraava koe: ota ampeerimittari, akku, johdinpala, liitosjohdot ja poltin. Akulla varustetun ampeerimittarin sijasta voit liittää ohmimittarin tai käyttää sen tilaa yleismittarissa.

Nyt tuodaan polttimen liekki lankaan ja aletaan lämmittää sitä. Jos katsot ampeerimittaria, huomaat, että nuoli siirtyy vasemmalle ja saavuttaa punaisella merkityn kohdan.

Kokeen tulos osoittaa, että kun metalleja kuumennetaan, niiden johtavuus heikkenee ja vastus kasvaa.

Matemaattinen perustelu tälle ilmiölle annetaan suoraan kuvassa olevilla kaavoilla. Alemmassa lausekkeessa näkyy selvästi, että metallijohtimen sähkövastus "R" on suoraan verrannollinen sen lämpötilaan "T" ja riippuu useista muista parametreista.

Kuinka metallien kuumennus käytännössä rajoittaa sähkövirtaa

Hehkulamput

Joka päivä, kun laitamme valaistuksen päälle, kohtaamme tämän ominaisuuden ilmentymisen hehkulampuissa. Suoritetaan yksinkertaiset mittaukset hehkulampulle, jonka teho on 60 wattia.

Käyttämällä yksinkertaisinta ohmimittaria, joka saa virtansa pienjännitteisellä 4,5 V akulla, mittaamme pohjan koskettimien välisen resistanssin ja näemme arvon 59 ohmia. Hehkulangalla on tämä arvo kylmänä.

Ruuvaa hehkulamppu pistorasiaan ja kytke siihen 220 voltin kotiverkkojännite ampeerimittarin kautta. Ampeerimittarin neula näyttää 0,273 ampeeria. Määritetään langan vastus kuumennetussa tilassa. Se on 896 ohmia ja ylittää edellisen ohmimittarin lukeman 15,2 kertaa.

Tämä ylimäärä suojaa hehkulangan rungon metallia palamiselta ja tuhoutumiselta, mikä varmistaa sen pitkäaikaisen suorituskyvyn jännitteessä.

Käynnistystransientit

Kun hehkulanka toimii sen päällä, syntyy lämpötasapaino kulkevan sähkövirran lämpenemisen ja osan lämmöstä poistumisen välille. ympäristöön. Mutta ennen kaikkea alkuvaiheessa Päälle kytkettynä, kun jännite kytketään, tapahtuu ohimeneviä prosesseja, jotka luovat käynnistysvirran, joka voi johtaa hehkulangan palamiseen.

Ohimenevät prosessit tapahtuvat lyhyessä ajassa ja johtuvat siitä, että metallin kuumentamisen aiheuttaman sähkövastuksen kasvunopeus ei pysy virran kasvun tahdissa. Niiden valmistumisen jälkeen toimintatila määritetään.

Lampun pitkittyneen luminesenssin aikana sen hehkulangan paksuus saavuttaa vähitellen kriittisen tilan, mikä johtaa palamiseen. Useimmiten tämä hetki tapahtuu seuraavan uuden kytkennän yhteydessä.

Lampun käyttöiän pidentämiseksi eri tavoilla pienennä tätä syöttövirtaa käyttämällä:

1. laitteet, jotka tarjoavat tasaisen jännityksen syötön ja purkamisen;

2. Piirit vastusten, puolijohteiden tai termistorien (termistorien) kytkemiseksi sarjaan hehkulangan kanssa.

Alla olevassa kuvassa on esimerkki yhdestä tavasta rajoittaa autojen lamppujen käynnistysvirtaa.

Tässä hehkulampun virta syötetään sen jälkeen, kun kytkin SA on kytketty päälle sulakkeen FU kautta, ja sitä rajoittaa vastus R, jonka arvo valitaan siten, että virtapiikki transienttiprosessien aikana ei ylitä nimellisarvoa.

Kun hehkulanka lämpenee, sen vastus kasvaa, mikä johtaa sen koskettimien ja rinnankytketyn relekäämin KL1 potentiaalieron kasvuun. Kun jännite saavuttaa releen asetusarvon, se on normaalia avoin kontakti KL1 sulkee ja ohittaa vastuksen. Jo muodostetun tilan käyttövirta alkaa virrata hehkulampun läpi.

Metallin lämpötilan vaikutusta sen sähkövastukseen käytetään mittauslaitteiden toiminnassa. Niitä kutsutaan .

Niiden herkkä elementti on valmistettu ohuesta metallilangasta, jonka vastus mitataan huolellisesti tietyissä lämpötiloissa. Tämä kierre on asennettu koteloon, jolla on vakaat lämpöominaisuudet ja peitetty suojakuorella. Luotu rakenne sijoitetaan ympäristöön, jonka lämpötilaa on seurattava jatkuvasti.

Johdot on asennettu herkän elementin liittimiin sähkökaavio, jotka yhdistävät vastuksen mittauspiirin. Sen arvo muunnetaan lämpötila-arvoiksi laitteen aiemmin suoritetun kalibroinnin perusteella.

Baretter - virran stabilointi

Tämä on laitteen nimi, joka koostuu suljetusta lasisylinteristä, jossa on vetykaasua, ja metallilankaspiraalista, joka on valmistettu raudasta, volframista tai platinasta. Tämä muotoilu on ulkomuoto muistuttaa hehkulamppua, mutta sillä on erityinen virta-jännite epälineaarinen ominaisuus.

Tietyllä alueella olevaan virta-jännite-ominaisuuteen muodostuu työalue, joka ei riipu kehoon kohdistetun jännitteen vaihteluista. Tässä osiossa vaihtokauppa kompensoi hyvin tehon aaltoilua ja toimii virran stabilisaattorina siihen sarjaan kytketyllä kuormalla.

Baretterin toiminta perustuu filamentin rungon lämpöhitausominaisuuteen, jonka takaavat filamentin pieni poikkileikkaus ja sitä ympäröivän vedyn korkea lämmönjohtavuus. Tästä johtuen, kun laitteen jännite laskee, lämmön poisto sen filamentista kiihtyy.

Tämä on tärkein ero baretter- ja hehkulamppujen välillä, joissa hehkun kirkkauden ylläpitämiseksi ne pyrkivät vähentämään hehkulangan konvektiivista lämpöhäviötä.

Suprajohtavuus

SISÄÄN normaaleissa olosuhteissa ympäristössä, kun metallijohdin jäähtyy, sen sähkövastus pienenee.

Kun kriittinen lämpötila saavutetaan, lähellä nollaa Kelvin-mittausjärjestelmän mukaan, vastus laskee jyrkästi nollaan. Oikeassa kuvassa näkyy tällainen elohopean suhde.

Tätä suprajohtavuudeksi kutsuttua ilmiötä pidetään lupaavana tutkimusalueena, jonka tavoitteena on luoda materiaaleja, jotka voivat merkittävästi vähentää sähkön hävikkiä siirrettäessä sitä pitkiä etäisyyksiä.

Meneillään olevat suprajohtavuustutkimukset ovat kuitenkin paljastaneet joukon malleja, kun kriittisen lämpötilan alueella sijaitsevan metallin sähköiseen resistanssiin vaikuttavat muut tekijät. Etenkin ohitettaessa vaihtovirta sen värähtelyjen lisääntyessä syntyy vastusta, jonka arvo saavuttaa tavanomaisten arvojen alueen harmonisille valoaaltojen jaksolla.

Lämpötilan vaikutus kaasujen sähkövastukseen/johtavuuteen

Kaasut ja tavallinen ilma ovat eristeitä eivätkä johda sähköä. Sen muodostumiseen tarvitaan varauksenkuljettajia, jotka ovat ulkoisille tekijöille altistumisen seurauksena muodostuneita ioneja.

Kuumentaminen voi aiheuttaa ionisaatiota ja ionien liikkumista väliaineen napasta toiseen. Voit varmistaa tämän yksinkertaisella kokeella. Otetaan sama laitteisto, jolla määritimme lämmityksen vaikutuksen metallijohtimen resistanssiin, vain johtimen sijasta yhdistämme kaksi metallilevyt ilmatilalla erotettuna.

Piiriin kytketty ampeerimittari osoittaa virran puuttumisen. Jos levyjen väliin asetetaan poltinliekki, laitteen neula poikkeaa nolla-arvosta ja näyttää kaasumaisen väliaineen läpi kulkevan virran määrän.

Siten todettiin, että ionisaatiota tapahtuu kaasuissa kuumennettaessa, mikä johtaa sähköisesti varautuneiden hiukkasten liikkumiseen ja väliaineen vastuksen vähenemiseen.

Virta-arvoon vaikuttaa ulkoisen jännitelähteen teho ja sen koskettimien välinen potentiaaliero. Se pystyy murtamaan eristävän kaasukerroksen läpi korkeilla arvoilla. Tyypillinen ilmentymä tällaisesta tapauksesta luonnossa on luonnollinen salamapurkaus ukkosmyrskyn aikana.

Kaaviossa on esitetty likimääräinen näkymä kaasujen virran virtauksen virta-jännite-ominaispiirteistä.

Alkuvaiheessa lämpötilan ja potentiaalieron vaikutuksesta ionisaation ja virran kulun lisääntyminen havaitaan suunnilleen lineaarisen lain mukaisesti. Tällöin käyrä muuttuu vaakasuoraksi, kun jännitteen nousu ei aiheuta virran kasvua.

Hajoamisen kolmas vaihe tapahtuu, kun korkea energia Sovellettu kenttä kiihdyttää ioneja niin paljon, että ne alkavat törmätä neutraalien molekyylien kanssa muodostaen niistä massiivisesti uusia varauksenkuljettajia. Tämän seurauksena virta kasvaa jyrkästi muodostaen dielektrisen kerroksen hajoamisen.

Kaasunjohtavuuden käytännöllinen käyttö

Kaasujen läpi kulkevan virran ilmiötä käytetään elektroniikkaputkissa ja loistelampuissa.

Tätä varten kaksi elektrodia asetetaan suljetun lasisylinterin sisään inertillä kaasulla:

1. anodi;

2. katodi.

U loisteputkilamppu ne on valmistettu filamenteista, jotka lämpenevät päälle kytkettäessä muodostaen lämpösäteilyn. Sisäpinta Pullo on peitetty fosforikerroksella. Se säteilee näkyvää valon spektriä, joka syntyy elektronivirran pommittamasta elohopeahöyrystä peräisin olevan infrapunasäteilyn tuottamana.

Kaasupurkausvirta syntyy, kun pullon eri päissä olevien elektrodien väliin syötetään tietyn suuruinen jännite.

Kun yksi filamenteista palaa, tämän elektrodin elektronien emissio häiriintyy eikä lamppu syty. Jos kuitenkin lisäät katodin ja anodin välistä potentiaalieroa, niin uudelleen kaasupurkaus pullon sisällä ja fosforin hehku palaa.

Näin voit käyttää LED-lamppuja, joiden hehkulangat ovat vaurioituneet, ja pidentää niiden käyttöikää. Muista vain, että tässä tapauksessa sen jännitettä on lisättävä useita kertoja, mikä lisää merkittävästi virrankulutusta ja turvallisen käytön riskejä.

Lämpötilan vaikutus nesteiden sähkövastukseen

Virran kulku nesteissä syntyy pääasiassa kationien ja anionien liikkeestä ulkoisesti käytetyn sähkökentän vaikutuksesta. Vain pieni osa johtavuudesta saadaan elektroneista.

Lämpötilan vaikutusta nestemäisen elektrolyytin sähkövastukseen kuvataan kuvan kaavalla. Koska siinä lämpötilakertoimen α arvo on aina negatiivinen, niin kuumennettaessa johtavuus kasvaa ja vastus laskee kaavion mukaisesti.

Tämä ilmiö on otettava huomioon ladattaessa nestemäisiä autojen (ja muita) akkuja.

Lämpötilan vaikutus puolijohteiden sähkövastukseen

Muutokset puolijohdemateriaalien ominaisuuksissa lämpötilan vaikutuksesta ovat mahdollistaneet niiden käytön:

lämpövastukset;

lämpöelementit;

jääkaapit;

lämmittimet.

Termistorit

Tämä nimi viittaa puolijohdelaitteisiin, jotka muuttavat sähköistä vastustaan ​​lämmön vaikutuksesta. Ne ovat huomattavasti korkeampia kuin metallien.

Puolijohteiden TCR-arvo voi olla positiivinen tai negatiivinen merkitys. Tämän parametrin mukaan ne jaetaan positiivisiin "RTS" ja negatiivisiin "NTC" termistoreihin. Niillä on erilaisia ​​ominaisuuksia.

Termistoria käytetään valitsemalla jokin sen virta-jännite-ominaiskäyrän pisteistä:

lineaariosaa käytetään säätämään lämpötilaa tai kompensoimaan muuttuvia virtoja tai jännitteitä;

TCS:llä varustettujen elementtien virta-jännite-ominaisuuden laskeva haara

Reletermistorin käyttö on kätevää prosessien valvonnassa tai mittauksessa elektromagneettinen säteily, esiintyy ultrakorkeilla taajuuksilla. Tämä varmisti niiden käytön järjestelmissä:

1. lämmönsäätö;

2. palohälytys;

3. irtotavara- ja nesteiden virtauksen säätely.

Piitermistoreja, joiden TCR>0 on pieni, käytetään jäähdytysjärjestelmissä ja transistorien lämpötilan stabiloinnissa.

Lämpöelementit

Nämä puolijohteet toimivat Seebeck-ilmiön pohjalta: kun kahden eri metallin juotosaluetta kuumennetaan, suljetun piirin risteyksessä syntyy emf. Tällä tavalla ne kääntyvät lämpöenergia sähköön.

Kahden tällaisen elementin rakennetta kutsutaan termopariksi. Sen hyötysuhde on 7÷10 %.

Lämpöelementtejä käytetään digitaalisten laskentalaitteiden lämpötilamittareissa, jotka vaativat miniatyyrimittoja ja suurta mittaustarkkuutta, sekä pienitehoisina virtalähteinä.

Puolijohdelämmittimet ja jääkaapit

He työskentelevät kustannuksella käänteinen käyttö lämpöelementit, joiden läpi sähkövirta kulkee. Tässä tapauksessa risteyksen yhdessä paikassa se lämmitetään ja vastakkaisessa paikassa jäähdytetään.

Seleeniin, vismuttiin, antimoniin ja telluuriin perustuvat puolijohdeliitokset mahdollistavat lämpöelementin lämpötilaeron varmistamisen jopa 60 asteeseen. Tämä mahdollisti puolijohteista valmistetun jäähdytyskaapin suunnittelun, jonka lämpötila jäähdytyskammiossa on -16 astetta.

2. Miten johtimen ominaisvastus riippuu sen lämpötilasta? Millä yksiköillä resistanssin lämpötilakerroin mitataan?

3. Miten voidaan selittää johtimen resistiivisyyden lineaarinen riippuvuus lämpötilasta?

4. Miksi puolijohteiden ominaisvastus pienenee lämpötilan noustessa?

5. Kuvaile puolijohteiden sisäisen johtavuuden prosessia.