የመቆጣጠሪያው መቋቋም በሙቀት ላይ እንዴት ይወሰናል? በሙቀት ላይ የኤሌክትሪክ መከላከያ ጥገኛ

የማንኛውም የኤሌክትሪክ ማስተላለፊያ ቁሳቁሶች ባህሪያት አንዱ የሙቀት መከላከያ ጥገኛ ነው. የት ላይ እንደ ግራፍ ከተገለጸ አግድም ዘንግየጊዜ ክፍተቶች (t) ምልክት ከተደረገባቸው እና በአቀባዊው መስመር - የኦሚክ መከላከያ (R) ዋጋ, የተሰበረ መስመር ያገኛሉ. በሙቀት መጠን ላይ የመቋቋም ጥገኛነት ሦስት ክፍሎችን ያቀፈ ነው። የመጀመሪያው ከትንሽ ማሞቂያ ጋር ይዛመዳል - በዚህ ጊዜ ተቃውሞው በጣም ትንሽ ይለወጣል. ይህ እስከ አንድ የተወሰነ ነጥብ ድረስ ይከሰታል, ከዚያ በኋላ በግራፉ ላይ ያለው መስመር በከፍተኛ ሁኔታ ወደ ላይ ይወጣል - ይህ ሁለተኛው ክፍል ነው. ሦስተኛው እና የመጨረሻው አካል የ R እድገቱ ከቆመበት ቦታ ወደ ላይ የሚወጣ ቀጥተኛ መስመር ነው, በአንጻራዊነት ትንሽ ማዕዘን ወደ አግድም ዘንግ.

የዚህ ግራፍ አካላዊ ትርጉሙ እንደሚከተለው ነው-የሙቀት አማቂው የሙቀት መጠንን የመቋቋም ጥገኝነት በቀላል መንገድ ይገለጻል የማሞቂያ እሴቱ ከአንዳንድ ባህሪይ ባህሪይ በላይ እስኪያልፍ ድረስ የዚህ ቁሳቁስ. አንድ አብስትራክት ምሳሌ እንሰጣለን በ + 10 ° ሴ የሙቀት መጠን የአንድ ንጥረ ነገር መቋቋም 10 Ohms ከሆነ እስከ 40 ° ሴ የ R ዋጋ በተግባር አይለወጥም, በመለኪያ ስህተት ውስጥ ይቀራል. ነገር ግን ቀድሞውኑ በ 41 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ ወደ 70 Ohms የመቋቋም ዝላይ ይኖራል. ተጨማሪ የሙቀት መጨመር ካላቆመ, ለእያንዳንዱ ተከታታይ ዲግሪ 5 Ohms ተጨማሪ ይሆናል.

ይህ ንብረትበተለያዩ የኤሌክትሪክ መሳሪያዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል, ስለዚህ በመዳብ ውስጥ በጣም ከተለመዱት ቁሳቁሶች ውስጥ እንደ አንዱ በመዳብ ላይ መረጃን መስጠት ተፈጥሯዊ ነው, ስለዚህ, ለመዳብ ማስተላለፊያ, ለእያንዳንዱ ተጨማሪ ዲግሪ ማሞቅ በግማሽ በመቶው የመቋቋም አቅም ይጨምራል. የተወሰነ እሴት(ለ 20 ዲግሪ ሴንቲግሬድ, 1 ሜትር ርዝመት በ 1 ስኩዌር ሜትር የመስቀለኛ ክፍል ውስጥ በማጣቀሻ ጠረጴዛዎች ውስጥ ሊገኝ ይችላል).

በብረት መሪ ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት በሚታይበት ጊዜ - የአቅጣጫ እንቅስቃሴ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች, ክፍያ ያለው. በብረት ኖዶች ውስጥ የሚገኙት አየኖች ኤሌክትሮኖችን በውጪ ምህዋራቸው ውስጥ ለረጅም ጊዜ መያዝ ስለማይችሉ በጠቅላላው የንብረቱ መጠን ከአንዱ መስቀለኛ ወደ ሌላው በነፃነት ይንቀሳቀሳሉ. ይህ የተዘበራረቀ እንቅስቃሴ የተፈጠረው በውጫዊ ኃይል - ሙቀት ነው።

ምንም እንኳን የመንቀሳቀስ እውነታ ግልጽ ቢሆንም, አቅጣጫዊ አይደለም, ስለዚህም እንደ ወቅታዊ አይቆጠርም. የኤሌትሪክ መስክ በሚታይበት ጊዜ ኤሌክትሮኖች በእሱ አወቃቀሩ መሰረት ይመራሉ, ቀጥተኛ እንቅስቃሴን ይፈጥራሉ. ግን ጀምሮ የሙቀት ተጽእኖየትም አልጠፋም ፣ ከዚያ በተዘበራረቀ ሁኔታ የሚንቀሳቀሱ ቅንጣቶች ከተመሩ መስኮች ጋር ይጋጫሉ። በሙቀት ላይ ያለው የብረት መቋቋም ጥገኛነት የአሁኑን መተላለፊያ ምን ያህል ጣልቃገብነት ያሳያል. የሙቀት መጠኑ ከፍ ባለ መጠን የመቆጣጠሪያው R ከፍ ያለ ነው.

ግልጽ መደምደሚያ-የሙቀትን ደረጃ በመቀነስ, ተቃውሞውን መቀነስ ይችላሉ. የሱፐርኮንዳክቲቭ (20 ° ኪ) ክስተት በትክክል በቁስ መዋቅር ውስጥ ያሉ የንጥረ ነገሮች የሙቀት ትርምስ እንቅስቃሴ በከፍተኛ ሁኔታ በመቀነሱ ተለይቶ ይታወቃል።

ይህ የመተላለፊያ ቁሳቁሶች ንብረት በኤሌክትሪክ ምህንድስና ውስጥ ሰፊ መተግበሪያን አግኝቷል. ለምሳሌ, የሙቀት ጥገኛነት በኤሌክትሮኒክስ ዳሳሾች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. ለማንኛውም ቁሳቁስ ዋጋውን ማወቅ, ቴርሚስተር መስራት, ከዲጂታል ወይም ከአናሎግ ንባብ መሳሪያ ጋር ማገናኘት, ተገቢውን ሚዛን ማስተካከል እና እንደ አማራጭ መጠቀም ይችላሉ አብዛኛዎቹ ዘመናዊ የሙቀት ዳሳሾች በትክክል በዚህ መርህ ላይ የተመሰረቱ ናቸው, ምክንያቱም አስተማማኝነት ነው ከፍ ያለ እና ንድፉ ቀላል ነው.

በተጨማሪም የሙቀት መቋቋም ጥገኛነት የኤሌክትሪክ ሞተሮችን ማሞቂያ ማስላት ይቻላል.

§3. በሙቀት መጠን ላይ የመቆጣጠሪያው የመቋቋም ጥገኛነት. ሱፐርኮንዳክተሮች

እየጨመረ በሚሄድ የሙቀት መጠን, የመቆጣጠሪያው ተቃውሞ በመስመር ላይ ይጨምራል

የት አር 0 - መቋቋም በ t = 0 ° ሴ; አር- በሙቀት መቋቋምቲ፣ α - የሙቀት መጠንን የመቋቋም የሙቀት መጠን ፣ የሙቀት መጠኑ በ 1 ዲግሪ ሲቀየር የአስተዳዳሪው ተቃውሞ እንዴት እንደሚቀየር ያሳያል። ለንጹህ ብረቶች እምብዛም አይደለም ዝቅተኛ የሙቀት መጠኖች፣ ማለትም እ.ኤ.አ. ሊጻፍ ይችላል

በተወሰኑ የሙቀት መጠኖች (0.14-20 ኪ) "ወሳኝ" ተብሎ የሚጠራው, የመቆጣጠሪያው የመቋቋም አቅም በከፍተኛ ሁኔታ ወደ 0 ይቀንሳል እና ብረቱ ወደ ልዕለ-ኮንዳክሽን ሁኔታ ይሄዳል. ለመጀመሪያ ጊዜ በ 1911 ካመርሊንግ ኦኔስ ይህንን ለሜርኩሪ አገኘ. እ.ኤ.አ. በ 1987 ከ ​​100 ኪ.ሜ በላይ በሆነ የሙቀት መጠን ወደ ከፍተኛ ደረጃ የሚሸጋገሩ ሴራሚክስ ተሠራ ፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ሱፐርኮንዳክተሮች - ኤችቲኤስ.ሲ.ሲ.

§4 ብረቶች የኤሌክትሪክ conductivity አንደኛ ደረጃ ክላሲካል ንድፈ

በአሁኑ ጊዜ በብረታ ብረት ውስጥ ያሉ ተሸካሚዎች ነፃ ኤሌክትሮኖች ናቸው, ማለትም. ኤሌክትሮኖች ከብረት ክሪስታል ጥልፍልፍ ions ጋር በደካማ ሁኔታ የተሳሰሩ ናቸው። የነጻ ኤሌክትሮኖች መኖር የሚገለጸው የብረት ክሪስታል ጥልፍልፍ በሚፈጠርበት ጊዜ ገለልተኛ አተሞች እርስ በርስ ሲቃረኑ ቫለንስ ኤሌክትሮኖች በደካማ ሁኔታ የተያያዙ ናቸው. አቶሚክ ኒውክሊየስ, ከብረት አቶም ይለዩ, "ነጻ" ይሁኑ, ማህበራዊ ይሁኑ, የአንድ አቶም ሳይሆን የጠቅላላው ንጥረ ነገር, እና በጠቅላላው የድምጽ መጠን መንቀሳቀስ ይችላሉ. በክላሲካል የኤሌክትሮኒክስ ቲዎሪ ውስጥ እነዚህ ኤሌክትሮኖች እንደ ኤሌክትሮን ጋዝ ተደርገው ይወሰዳሉ, የሞናቶሚክ ተስማሚ ጋዝ ባህሪያት አላቸው.

ኤሌክትሮኖች በብረት ውስጥ የኤሌክትሪክ መስክ በሌለበት ሁኔታ በተዘበራረቀ ሁኔታ ይንቀሳቀሳሉ እና ከብረት ክሪስታል ጥልፍልፍ ions ጋር ይጋጫሉ። የኤሌክትሮኖች የሙቀት እንቅስቃሴ, የተመሰቃቀለ, የአሁኑን መፈጠር ሊያስከትል አይችልም. የኤሌክትሮኖች የሙቀት እንቅስቃሴ አማካይ ፍጥነት

በቲ = 300 ኪ.

2. የኤሌክትሪክ ፍሰትበብረታ ብረት ውስጥ የሚከሰተው በውጫዊ የኤሌክትሪክ መስክ ተጽእኖ ስር ነው, ይህም የኤሌክትሮኖች ትዕዛዝ እንቅስቃሴን ያመጣል. ጥንካሬን እና የአሁኑን ጥግግት በኤሌክትሮኖች ውስጥ ካለው የታዘዘ እንቅስቃሴ ፍጥነት v አንፃር እንግለጽ።

በ dt ጊዜ ውስጥ, በመሪው መስቀለኛ ክፍል S በኩል ያልፋልኤን ኤሌክትሮኖች

, ;

ስለዚህ, በጣም ከፍተኛ የአሁኑ እፍጋቶች እንኳ አማካይ ፍጥነትየኤሌክትሪክ ፍሰትን የሚወስነው የታዘዘው የኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ ከሙቀት እንቅስቃሴ ፍጥነታቸው በእጅጉ ያነሰ ነው።

የሰንሰለት ርዝመት, s = 3 · 10 8 m / s - የብርሃን ፍጥነት በቫኩም ውስጥ. የኤሌክትሪክ ጅረት በወረዳው ውስጥ ከመዘጋቱ ጋር በተመሳሳይ ጊዜ ይታያል።

2. የኤሌክትሮኖች አማካኝ ነፃ መንገድ በቅደም ተከተል λ የብረት ክሪስታል ጥልፍልፍ ጊዜ ጋር እኩል መሆን አለበት≅ 10 -10 ሜ.

3. የሙቀት መጠን እየጨመረ በሄደ መጠን የክሪስታል ጥልፍልፍ ionዎች የንዝረት መጠን ይጨምራሉ እና ኤሌክትሮኖል ብዙውን ጊዜ ከሚርገበገቡ አየኖች ጋር ይጋጫል, ስለዚህ ነፃ መንገዱ ይቀንሳል, የብረት መከላከያው ይጨምራል.

ጉድለቶች ክላሲካል ቲዎሪየብረታ ብረት የኤሌክትሪክ ሽግግር;

1. (1)

ምክንያቱም ~ nእና λ ≠ ረ (ቲ) ρ ~ ፣

እነዚያ። ከጥንታዊው የኤሌትሪክ ኮንዳክሽን ንድፈ ሐሳብ የሚከተለው ነው የመቋቋም ችሎታከሙቀት ስኩዌር ሥር ጋር ተመጣጣኝ ነው ፣ እና ከተሞክሮ እንደሚረዳው በመስመር ላይ በሙቀት ላይ የተመሠረተ ነው።ρ ~ ቲ

2. ለብረታ ብረት ሞላር ሙቀት አቅም የተሳሳተ ዋጋ ይሰጣል። በዱሎንግ እና ፔቲት ሲ μ = 3 ህግ መሰረትአርእና እንደ ክላሲካል ቲዎሪ C = 9/2አር= C μ ion lattice = 3 አር+ ሲ μ ሞናቶሚክ ኤሌክትሮን ጋዝ = 3/2 አር.

3. የኤሌክትሮኖች አማካኝ የነጻ መንገድ ከቀመር (1) የ ρን የሙከራ እሴት እና የቲዎሬቲካል እሴቱን ሲተካ 10 -8 ይሰጣል ይህም በንድፈ ሀሳብ (10 -10) ከተቀበለው አማካኝ የነጻ መንገድ ይበልጣል።

§5. ሥራ እና የአሁኑ ኃይል. Joule-Lenz ህግ

ምክንያቱም ክፍያ በኤሌክትሮስታቲክ መስክ ተጽእኖ ስር በስርጭት ውስጥ ይተላለፋል, ከዚያም ስራው እኩል ነው

ኃይል- በአንድ ክፍለ ጊዜ የተሰራ ሥራ

[P]=ወ (ዋት)

አንድ ጅረት በማይንቀሳቀስ መሪ ውስጥ ካለፈ ፣በአሁኑ ጊዜ የሚሠራው ሥራ ሁሉ የብረት መቆጣጠሪያውን ለማሞቅ እና በኃይል ጥበቃ ሕግ መሠረት ይሄዳል።

Joule-Lenz ህግ.

የተወሰነ ኃይል የአሁኑ በአንድ ክፍል ውስጥ የአንድ መሪ ​​ድምጽ በአንድ ክፍል ጊዜ የሚወጣው የሙቀት መጠን ነው።

Joule-Lenz ህግ በልዩነት መልክ።

§6 የኪርቾሆፍ ደንቦች ለቅርንጫፍ ሰንሰለቶች

በቅርንጫፍ ወረዳ ውስጥ ቢያንስ ሶስት መቆጣጠሪያዎች የሚገናኙበት ማንኛውም ነጥብ NODE ይባላል. በዚህ ሁኔታ, አሁን ወደ መስቀለኛ መንገድ መግባቱ እንደ አወንታዊ ይቆጠራል, እና አሁን ያለው መተው እንደ አሉታዊ ይቆጠራል,

የኪርቸሆፍ የመጀመሪያ ህግ፡ በመስቀለኛ መንገድ የሚገናኙት የጅረቶች አልጀብራ ድምር ከዜሮ ጋር እኩል ነው።

የኪርቾሆፍ የመጀመሪያ ህግ ከክፍያ ጥበቃ ህግ ይከተላል (ወደ መስቀለኛ መንገድ የሚገባው ክፍያ ከክፍያ መውጣት ጋር እኩል ነው).

የኪርቸሆፍ ሁለተኛ ደንብ፡ በማንኛውም የተዘጋ ወረዳ በዘፈቀደ በቅርንጫፍ የኤሌክትሪክ ዑደት ውስጥ የተመረጠ፣ የወቅቱ ጥንካሬዎች ምርቶች አልጀብራ ድምር እና የዚህ ወረዳ ተጓዳኝ ክፍሎች መቋቋም ከኢኤምኤፍ አልጀብራ ድምር ጋር እኩል ነው። በወረዳው ውስጥ የሚከሰት.

የኪርቾፍ ህጎችን በመጠቀም ውስብስብ የዲሲ ወረዳዎችን ሲያሰሉ አስፈላጊ ነው-

በኪርቾሆፍ የመጀመሪያ እና ሁለተኛ ደንቦች መሠረት የተጠናቀሩ ገለልተኛ እኩልታዎች ቁጥር በቅርንጫፍ ወረዳ ውስጥ ከሚፈሱ የተለያዩ ጅረቶች ጋር እኩል ይሆናል። ስለዚህ, emf እና ተቃውሞው ለሁሉም ያልተከፋፈሉ ክፍሎች ከተሰጡ, ሁሉም ጅረቶች ሊሰሉ ይችላሉ.