Direnişin sıcaklığa bağlılığı

Herhangi bir iletkenin özelliklerinden biriMalzemenin elektrik akımı, direncin sıcaklık bağımlılığıdır. Koordinat düzleminde, zaman aralıklarının (t) yatay eksende işaretlendiği ve omik direncin (R) değerinin düşey olduğu bir grafik olarak gösterilirse kırık bir çizgi elde edilir. Direncin sıcaklığa bağımlılığı şematik olarak üç bölümden oluşur. İlki hafif bir ısıtmaya karşılık gelir - bu sırada direniş çok az değişir. Bu, belirli bir noktaya kadar gerçekleşir, bundan sonra çizelgedeki çizgi aniden yükselir - bu ikinci bölümdür. Üçüncü, son bileşen - büyümenin durduğu noktadan yukarı doğru uzanan, yatay eksene nispeten küçük bir açı olan düz bir çizgidir.

Bu grafiğin fiziksel anlamı şöyledir: bir iletkenin direncine karşı direnci, ısıtma değeri verilen malzemenin bazı değer özelliklerini aşana kadar basit bir doğrusal denklemle tanımlanır. Soyut bir örnek verelim: eğer + 10 ° C'lik bir sıcaklıkta maddenin direnci 10 Ohm ise, o zaman 40 ° C'ye kadar R'nin değeri ölçüm hatası içinde kalırken pratik olarak değişmez. Ama zaten 41 ° C'de dirençte 70 Ohm'a kadar bir sıçrama olacak. Eğer daha fazla sıcaklık artışı durmazsa, sonraki her derece için ek 5 ohm olacaktır.

Bu mülkiyet çeşitlielektrikli cihazlar, düzenli olarak elektrik makinelerinde en yaygın malzeme olarak bakır hakkında bilgi sağlar. Bu nedenle, direnç her ek derecesi artışı için bir bakır ısı iletken için özel bir değer yarım yüzde yol açar (başvurulan tablolar bulunabilir, 20 ° C, 1 mm²'lik 1 m uzunluğunda bir kesiti olarak ayarlanır).

Bir metal iletken oluştuğundaElektromotor kuvveti EMF'de bir elektrik akımı vardır - bir yüke sahip olan temel parçacıkların yönlendirilmiş hareketi. Bir metalin kristal örgüsünün düğüm noktalarındaki iyonlar, dış yörüngelerinde uzun süre elektron tutamaz; bu nedenle, bir madde düğümünden diğerine bir miktar malzeme boyunca serbestçe hareket ederler. Bu kaotik hareket, harici enerji ısılarından kaynaklanmaktadır.

Yer değiştirme gerçeği açık olsa da, öyle değildolayısıyla yönetilen, bir akım olarak düşünülmez. Bir elektrik alanı göründüğünde, elektronlar, konfigürasyonuna uygun olarak yönlendirilmiş bir hareket oluşturarak yönlendirilirler. Ancak termal etki herhangi bir yerde kaybolmadığından, kaotik olarak hareket eden parçacıklar yönlendirilmiş alanlarla çarpışır. Metallerin sıcaklığa direnişinin sıcaklığa bağımlılığı, akım geçişine müdahale büyüklüğünü gösterir. Sıcaklık arttıkça R iletkeni de o kadar yüksek olur.

Bariz sonuç: ısıtma derecesini azaltarak, direnci azaltabilirsiniz. Süperiletkenlik (yaklaşık 20 ° K) fenomeni, kesin olarak, maddenin yapısındaki parçacıkların termal kaotik hareketinde önemli bir azalma ile karakterize edilir.

Iletken malzemeler özelliğiElektrik mühendisliğinde geniş uygulama alanı bulmuştur. Örneğin, iletken direncinin sıcaklığa bağımlılığı elektronik sensörlerde kullanılır. Herhangi bir malzeme için değerini bilerek, bir termistör yapabilir, dijital veya analog bir okuma cihazına bağlayabilir, uygun ölçek kalibrasyonunu yapabilir ve cıva termometrelerine alternatif olarak kullanabilirsiniz. Çoğu modern termo sensörün kalbinde bu prensiptir, çünkü güvenilirlik daha yüksektir ve tasarım daha basittir.

Ayrıca, direncin sıcaklığa bağımlılığı, elektrik motorlarının sargılarının ısıtılmasını hesaplamayı mümkün kılmaktadır.