Залежнасць супраціву ад тэмпературы

Адна з характарыстык любога якая праводзiць электрычны ток матэрыялу - гэта залежнасць супраціву ад тэмпературы. Калі яе адлюстраваць у выглядзе графіка на каардынатнай плоскасці, дзе па гарызантальнай восі адзначаюцца прамежкі часу (t), а па вертыкальнай - значэнне амічных супраціву (R), то атрымаецца ламаная лінія. Залежнасць супраціву ад тэмпературы схематычна складаецца з трох участкаў. Першы адпавядае невялікаму нагрэву - у гэтым час супраціў змяняецца вельмі нязначна. Так адбываецца да пэўнага моманту, пасля якога лінія на графіцы рэзка ідзе ўверх - гэта другі ўчастак. Трэцяя, апошняя складнік - гэта прамая, якая сыходзіць уверх ад пункту, на якой спыніўся рост R, пад адносна невялікім вуглом да гарызантальнай восі.

Фізічны сэнс дадзенага графіка наступны: залежнасць супраціву ад тэмпературы у правадыра апісваецца простым лінейным раўнаннем да таго часу, пакуль велічыня нагрэву не перавысіць нейкае значэнне, характэрнае менавіта для дадзенага матэрыялу. Прывядзём абстрактны прыклад: калі пры тэмпературы + 10 ° C супраціў рэчывы складае 10 Ом, то да 40 ° C значэнне R практычна не зменіцца, застаючыся ў межах хібнасці вымярэнняў. Але ўжо пры 41 ° C паўстане скачок супраціву да 70 Ом. Калі ж далейшы рост тэмпературы не спыніцца, то на кожны наступны градус прыйдуцца дадатковыя 5 Ом.

Дадзеная ўласцівасць шырока выкарыстоўваецца ў розных электратэхнічных прыладах, таму заканамерна прывесці дадзеныя па медзі як аднаму з самых распаўсюджаных матэрыялаў у электрычных машынах. Так, для меднага правадыра нагрэў на кожны дадатковы градус прыводзіць да росту супраціву на паўпрацэнта ад удзельнага значэння (можна знайсці ў даведачных табліцах, прыводзіцца для 20 ° C, 1 м даўжыні перасекам 1 кв.мм).

Пры ўзнікненні ў металічным правадыру электрарухаючая сілы ЭРС з'яўляецца электрычны ток - накіраванае перасоўванне элементарных часціц, якія валодаюць зарадам. Іёны, якія знаходзяцца ў вузлах крышталічнай рашоткі металу, не ў стане доўга ўтрымліваць электроны на сваіх вонкавых арбітах, таму яны свабодна перамяшчаюцца па ўсім аб'ёме матэрыялу ад аднаго вузла да іншага. Гэта хаатычнае рух абумоўлена знешняй энергіяй - цяплом.

Хоць факт перамяшчэння ў наяўнасці, яно не з'яўляецца накіраваным, таму не разглядаецца ў якасці току. Пры з'яўленні электрычнага поля электроны арыентуюцца ў адпаведнасці з яго канфігурацыяй, фарміруючы накіраванае рух. Але так як цеплавое ўздзеянне нікуды не знікла, то хаатычна перамяшчаюцца часціцы сутыкаюцца з накіраванымі полем. Залежнасць супраціву металаў ад тэмпературы паказвае велічыню перашкод праходжання току. Чым больш тэмпература, тым вышэй R правадыра.

Відавочную выснову: зніжаючы ступень нагрэву, можна паменшыць і супраціў. З'ява звышправоднасці (каля 20 ° K) як раз і характарызуецца істотным зніжэннем цеплавога хаатычнага руху часціц ў структуры рэчывы.

Разгляданая ўласцівасць праводзяць матэрыялаў знайшло шырокае прымяненне ў электратэхніцы. Напрыклад, залежнасць супраціву правадыра ад тэмпературы выкарыстоўваецца ў электронных датчыках. Ведаючы яе значэнне для якога-небудзь матэрыялу, можна вырабіць тэрмарэзістара, падключыць яго да лічбавага або аналагаваму счытвальнай прылады, выканаць адпаведную Градуіроўка шкалы і выкарыстоўваць у якасці альтэрнатывы ртутны тэрмометр. У аснове большасці сучасных тэрмадатчыка закладзены менавіта такі прынцып, бо надзейнасць вышэй, а канструкцыя прасцей.

Акрамя таго, залежнасць супраціву ад тэмпературы дае магчымасць разлічваць нагрэў абмотак электрарухавікоў.