Αντοχή έναντι της θερμοκρασίας

Ένα από τα χαρακτηριστικά της κάθε ηλεκτρικά αγώγιμο υλικό - αυτή η αντίσταση έναντι της θερμοκρασίας. Αν αναπαρίσταται ως ένα γράφημα σε ένα αεροπλάνο συντεταγμένων, όπου τα χρονικά διαστήματα που σημειώνονται στον οριζόντιο άξονα (t), και του κατακόρυφου - την αξία της ωμικής αντιστάσεως (R), τότε παίρνουμε μια διακεκομμένη γραμμή. Η εξάρτηση από τη θερμοκρασία της αντίστασης αποτελείται σχηματικά από τρία τμήματα. Η πρώτη αντιστοιχεί σε μια μικρή φωτιά - αυτή η αντίσταση φορά αλλάζει πολύ λίγο. Αυτό συμβαίνει σε ένα ορισμένο σημείο, μετά το οποίο η γραμμή στο γράφημα ανεβαίνει δραματικά - αυτό είναι το δεύτερο οικόπεδο. Τρίτον, η τελευταία συνιστώσα - είναι ευθεία εκτείνεται προς τα πάνω από το σημείο στο οποίο το σταματημένο ύψος R, σε μία σχετικά μικρή γωνία ως προς τον οριζόντιο άξονα.

Η φυσική σημασία αυτού του γραφήματος είναι η εξής: αντοχή σε θερμοκρασία εξάρτηση του αγωγού περιγράφεται από ένα απλό γραμμική εξίσωση εφ 'όσον η ποσότητα θέρμανσης δεν πρέπει να υπερβαίνει κάποιο χαρακτηριστικό τιμή για αυτό το συγκεκριμένο υλικό. Εδώ αφηρημένη παράδειγμα: εάν στους + 10 ° C αντίσταση υλικό είναι 10 ohms, στη συνέχεια στους 40 ° C τιμή του R δεν θα αλλάξει, παραμένοντας εντός των ορίων του σφάλματος μέτρησης. Αλλά ακόμα και στους 41 ° C άλμα στην αντίσταση προκύπτει έως 70 ohms. Εάν μια περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας δεν θα σταματήσει, για κάθε επόμενο βαθμούς θα πέσει ένα επιπλέον 5 ohms.

Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες ηλεκτρικές συσκευές, έτσι ώστε να προκαλέσει φυσικά δεδομένα σχετικά με χαλκό ως ένα από τα πιο κοινά υλικά σε ηλεκτρικές μηχανές. Έτσι, για ένα αγωγό θερμότητας από χαλκό για κάθε επιπλέον αύξηση βαθμό στην αντίσταση οδηγεί σε μισό τοις εκατό της ειδικής αξίας (να βρεθεί στους αναφερόμενους πίνακες, ρυθμίζεται σε 20 ° C, 1 m τμήμα μήκους 1 mm²).

Σε περίπτωση ενός μεταλλικού αγωγού ηλεκτρεγερτική δύναμη EMF εμφανίζεται ηλεκτρικό ρεύμα - κατευθυνόμενη κίνηση των στοιχειωδών σωματιδίων με χρέωση. Ιόντα παρούσα στους κόμβους του κρυσταλλικού πλέγματος του μετάλλου, δεν είναι σε θέση να κρατήσει μακρά ηλεκτρόνια στην εξωτερική του τροχιές τους, ώστε να μπορούν να κινούνται ελεύθερα σε όλο τον όγκο του υλικού από τον ένα κόμβο στον άλλο. Αυτή η τυχαία κίνηση που προκαλείται από εξωτερική ενέργεια - θερμότητας.

Αν και το γεγονός της κίνησης είναι παρούσα, δεν στρέφεται, ωστόσο δεν θεωρούνται ως ρεύμα. Όταν το ηλεκτρικό πεδίο, τα ηλεκτρόνια προσανατολίζονται σύμφωνα με τη διαμόρφωση του, σχηματίζοντας ένα κατευθυνόμενη κίνηση. Αλλά καθώς η θερμική επίδραση δεν εξαφανίστηκε, τα τυχαία κινούμενα σωματίδια συγκρούονται με κατευθυνόμενη πεδίο. Η εξάρτηση της αντίστασης των μετάλλων με τη θερμοκρασία υποδεικνύει την ποσότητα παρεμβολής με το πέρασμα του ρεύματος. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο υψηλότερη είναι η αγωγός R.

Το προφανές συμπέρασμα: μείωση του βαθμού της θέρμανσης μπορεί να μειωθεί και η αντίσταση. Η υπεραγωγιμότητα (περίπου 20 ° Κ) ακριβώς χαρακτηρίζεται από μια σημαντική μείωση της θερμικής χαοτική κίνηση των σωματιδίων εντός της ουσίας.

Εξετάστε οι ιδιότητες του αγώγιμου υλικού χρησιμοποιείται ευρέως στην ηλεκτρική εφαρμοσμένη μηχανική. Για παράδειγμα, η εξάρτηση της αντίστασης αγωγού της θερμοκρασίας που χρησιμοποιείται στον τομέα των ηλεκτρονικών αισθητήρων. Γνωρίζοντας την αξία του σε ένα συγκεκριμένο υλικό μπορεί να κατασκευαστεί θερμίστορ, συνδέστε το με ένα ψηφιακή ή αναλογική συσκευή αναγνώσεως, εκτελέστε την κατάλληλη κλίμακα βαθμολόγησης και χρησιμοποιούνται ως εναλλακτική λύση για το θερμόμετρο υδραργύρου. Στην καρδιά της πιο σύγχρονης θερμικούς αισθητήρες που ακριβώς αυτή η αρχή, γιατί μεγαλύτερη αξιοπιστία, και πιο εύκολο σχεδιασμό.

Περαιτέρω, εξάρτηση από τη θερμοκρασία της θέρμανσης αντίστασης καθιστά δυνατή για τον υπολογισμό των περιελίξεων του κινητήρα.