Vastupidavus kuumutatud juhtme puhul. Temperatuuri mõju materjalidele ja elektriseadmetele - kuidas saavutada elektriseadmete usaldusväärne töötamine

Metallide vastupanuvõime kuumutamisel suureneb, kui aatomite liikumine on kiirenenud juhi materjalis. Elektrolüütide ja kivisöe vastupanuvõime kuumutamisel, vastupidi, väheneb, sest need ained suurendavad lisaks aatomite ja molekulide liikumise kiirendamisele vabade elektronide ja ioonide arvu mahuühiku kohta.

Mõned sulamid, millel on suured takistused kui metallid, praktiliselt ei muutu takistus  kuumutamisega (konstantan, manganiin jne). Selle põhjuseks on sulamite vale struktuur ja elektronide väike vaba vaba tee.

Väärtust, mis näitab vastupanu suhtelist suurenemist, kui materjali kuumutatakse 1 ° võrra (või väheneb, kui seda jahutatakse 1 °), nimetatakse temperatuuri koefitsient.

Kui temperatuuri koefitsienti tähistatakse α-ga, siis on spetsiifiline resistentsus kuni = 20 o ρ o-ga, siis kui materjali kuumutatakse temperatuurini t1, selle spetsiifiline takistus on p1 = ρ o + αρ o (t1 - kuni) = ρ o (1 + (α (t - kuni))

ja vastavalt R1 = Ro (1 + (α (t1 - kuni))

Vase, alumiiniumi, volframi temperatuuri koefitsient a on võrdne 0,004 1 / kraadiga. Seetõttu suureneb nende vastupidavus 100 ° -ni 40%. Raua jaoks α = 0,006 1 / rahe, messingile, α = 0,002 1 / rahe, fechral, ​​α = 0,0001 1 / rahe, nikromi puhul α = 0,0002 1 / rahe, konstantseks, α = 0,00001 1 / rahe, α = 0,00001 1 / rahe , manganiini α = 0,00004 1 / kraadi kohta. Söel ja elektrolüütidel on negatiivne temperatuuri koefitsient. Enamiku elektrolüütide temperatuuritegur on ligikaudu 0,02 1 / kraadi.

Juhtide omadusi, mis muudavad nende vastupidavust sõltuvalt temperatuurist, kasutatakse takistuse temperatuuri näitajad. Vastupidavuse mõõtmisel määrake arvutusmeetodil ümbritseva keskkonna temperatuur, konstantide, manganiini ja teiste väga väikese temperatuuriteguriga sulamid kasutatakse mõõteseadmete ja täiendavate takistuste tekitamiseks mõõteseadmetele.

Näide 1. Kuidas muutub terastraadi takistus Ro temperatuurini 520 ° C kuumutamisel? Temperatuuri koefitsient ja raud 0,006 1 / rahe. Vastavalt valemile R1 = Ro + Ro α (t1 - kuni) = Ro + Ro 0,006 (520 - 20) = 4Ro, teisisõnu suureneb terastraadi takistus 520 ° kuumutamisel 4 korda.

Näide 2. Dural juhtmed temperatuuril -20 ° on 5 oomi. On vaja leida nende vastupidavus temperatuurile 30 °.

R2 = R1 - a R1(t2 - t1) = 5 + 0, 004 x 5 (30 - (-20)) = 6 oomi.

Temperatuuri mõõtmiseks kasutatakse materjalide omadust muuta nende elektroonilist takistust kuumutamise või jahutamise ajal. Nii et termiline takistuskui plaatina või puhta nikli juhe, sulatatud kvartsiks, kasutatakse temperatuuri mõõtmiseks -200 kuni + 600 °. Piiratud negatiivsete koefitsientidega pooljuhtide termoakisti kasutatakse selleks, et selgelt piiritleda temperatuure kitsamates spektrites.

Temperatuuri mõõtmiseks kasutatavaid pooljuhtide termistoreid nimetatakse termistoriteks.

Termistoritel on kõrgeim negatiivse temperatuuri koefitsient ehk teisisõnu kuumutamisel väheneb nende takistus. Termistorid on valmistatud oksüdeeritud (oksüdeeritud) pooljuhtmaterjalidest, mis sisaldavad 2 või 3 metallioksiidi konsistentsi. Kõige tavalisemad on vask-mangaani ja koobalt-mangaani termistorid. Viimased on temperatuuri suhtes tundlikumad.

Elektrikule kool

Lehekülg 10/21

Elektripaigaldistes kasutatakse erinevate materjalide tooteid koos. Laialdaselt kasutatud: teraskonstruktsioonid ja elektrilised, vask, alumiinium, pronks, messing, plii, tina, hõbe, nikkel, kuld, volfram, plaatina, erinevate metallide sulamid, kivisüsi, grafiit, kaablipaber, kummi, lõng, polüvinüülkloriid, polüetüleen, textolite, eboniit, kiud, määrdeained ja isoleerivad õlid, orgaanilised ja silikaatklaasid, portselan, liimid, lakid, kitid, bituumenid, räni, seleen, germanium, vaskoksiidi pooljuhid, elektrolüüdid, hape ja aluseline jne. Lühidalt öeldes on raske leida sellist materjali, mida ei kasutata elektrotehnikas. Ja igal materjalil on selle jaoks unikaalsed omadused.
Materjalide omadused määravad kindlaks nende kasutamise eelistatud piirkonnad, samuti tingimused, mille alusel materjale ei saa kasutada. Kumm on näiteks suurepärane isolatsioonimaterjal. Aga kui kummist isolatsioonis olevad juhtmed on paigaldatud õliks paiknevatesse kohtadesse, siis kummi. Nendel tingimustel on vaja plastist isolatsiooni. Või teine ​​näide.
   Kummist isoleeritud juhtmeid ei saa otse kütteseadmete külge kinnitada, sest kummi põleb. Siin on vaja kuumakindlat silikoonist isolatsiooni. Näiteid võib anda ilma lõpeta.
   Taimed - elektriliste toodete tootjad, mis põhinevad materjalide omadustel, kuid remonditööde käigus kasutatakse mõnikord kehtetuid asendusi. Asenduste põhjused on erinevad. Mõningatel juhtudel ei tea nad lihtsalt, et punast vaske ei ole võimalik alati asendada messingiga - tüüpiline juhtum on käsitletud ülalpool harjutuses 20. Teistel juhtudel ei ole sobivat materjali; näiteks on niiske ruumi jaoks vaja tekstiili paneeli, mis asendatakse getinaxi paneeliga, kuid getinax neelab niiskust, mis oluliselt kahjustab paneeli isolatsiooni. Kolmandaks on nende töötlemise lihtsus kiusatud: messing on kerge puurida ja punane vask on raske.
   Asjakohastes punktides käsitletakse erinevate tegurite mõju materjalidele ja toodetele. Ja selles osas keskendume ainult termilistele nähtustele. Kõigepealt rõhutame olulist asjaolu: materjalide omaduste võrdlemiseks võrreldakse nende parameetreid samadel tingimustel. Spetsiifilised väärtused vastavad sellistele identsetele tingimustele, s.t. arvutatud konkreetse üksuse kohta (pärand).
   Nii on näiteks vase ja alumiiniumi erijuhtivus vastavalt 54 ja 32. Seega on vask elektrit juhtivam - 54: 32 ^ 1,6 korda. See tuleneb juhtivuse füüsilisest tähendusest, mis ei ole midagi muud kui juhtme pikkus meetrites ristlõikega 1 mm 2 (ristlõike ühik), mille juures selle takistus on 1 Ohm (takistusüksus). Meie näites, et saada 1 Ohm, peame võtma kas 54 m vaske või 32 m alumiiniumtraati ristlõikega 1 mm 2.
   Piisavalt kõrgel temperatuuril sulavad metallid ja nende sulamid ning orgaanilised ained - kivisüsi, paber jne. Erinevate metallide ja nende sulamite sulamispunktid on erinevad. Näiteks on volframi, terase, nikli, vase, hõbe, messingist, alumiiniumist, tsinkist, pliist, tina sulamistemperatuuridest (ümardatud) vastavalt 3410, 1530, 1455,1083,981,900,658,419, 327,232 ° С.
Nagu ülaltoodud andmetest nähtub, on väga tulekindlad metallid, näiteks volfram ja madala sulamistemperatuuriga metallid - plii, tina, tsink. Volfram on valmistatud hõõglampide kiududest (töötemperatuur umbes 2500 ° C) ja impulssrežiimi relee kontaktid, millel on suure sagedusega elektromagnetid, millel on märkimisväärne induktiivsus. Sellistel juhtudel on voolud tavaliselt väikesed ja lühiajalised ning kontaktid kuumutatakse peamiselt kõrget temperatuuri omava sädemega.
   Inertsiaalkaitsmete sulavad lisad on valmistatud madala sulamistemperatuuriga metallidest, peamiselt pliist; Plaadi kaitsmed on tavaliselt tsink.
   Pehmed joodised on: tina (puhas tina kasutatakse ainult erijuhtudel) ja tina-pliisulamid. Näiteks tina-plii joodis HUS-40 sisaldab 40% tina. Oluline teave jootmise kohta sisaldub harjutuses 23.
   Harjutus 23. Juhtmete ühendamiseks kasutatakse laialdaselt jootmist ja keevitamist.
   Vastake küsimustele: 1. Milline on peamine erinevus jootmise ja keevitamise vahel? Näidake jootmise ja keevitamise näiteid. 2. Miks on juhtkaablite jootmisel eriline ettevaatus? 3. Millised on pehmete joodiste eelised ja puudused ning mis juhtub, kui nende kasutamine on vastuvõetamatu? 4. Mis on vool? 5. Miks "ülekuumenenud jootekolb" ei joo? Mida teevad kogenud paigaldajad jootmise vahel?
   Vastused 1. Jootmine on toote osade ühendamine sulametalli joodisega. Jootmisel ei sulu toote ühendatud osad, kuid sulatub ainult madalam sulamistemperatuuriga jootmine. Seega ei ole ühendatud osade vahel otsest seost. Keevitamine on metallide ühendamise protsess kas nende kohaliku sulandumise või liigeste plastilise deformatsiooni teel, mille tulemuseks on tugevad sidemed ühendatud metallide aatomite vahel. Jootmise tüüpilised näited: vaskjuhtide ühendamine pistikute klemmidega, releede kontaktplaadid, pooljuhtdioodid jne. Alumiinium on samuti joodetud, kuid alumiiniumi jootmine on palju keerulisem ja nõuab spetsiaalset jootmist. Alumiiniumjuhtmed on keevitatud sulandkeevitusega, näiteks valgustusvõrkude ühenduskastides. Rehvide ühendused ja väljalõiked külmkeevituss.t. rõhu keevitamine.
   Plii sulamistemperatuur on mõnevõrra kõrgem kui joote sulamispunkt, mis muudab jootmise ajal kergesti ülekuumenemise ja plii kaabli katte sulamise.
Pehme tina-sinise joodise abil on see kerge vaevata, kuid need ei ole piisavalt mehaanilised. Järelikult on toote osad ühendatud. kui mehaaniliste koormuste esinemine on võimalik, tuleb enne jootmist kinnitada (juhtmeid keerata, läbida need läbi relee kontaktide vedrude aasades olevate avade, ühenduste jne).
   Lisaks, kui hädaolukorras on võimalik haardumispaiku tugevalt kuumutada, võib jootmine pehmendada ja kuumutatud pind oksüdeerida. Pärast jootmise jahtumist katkeb ühendus, sest sel juhul ei ole voolu.
   Kui soovite suurt mehaanilist tugevust või võib-olla tugevat temperatuuri tõusu, siis kasutage näiteks kõva joodiseid, näiteks messingist. Kuid jootetemperatuur on sel juhul palju suurem.
   Flux on aine, mis lahustab oksiide sulas olekus, s.t. puhastab joodetud pinnad. Puhastamata pinnad ei joo. Vase, messingist, pronksist pehme jootevoolu kõvajoodisjootmisel on kampol. Terase kõvajoodisjootmisel ei ole kampol sobiv. On vaja kasutada soolhapet, marineeritud, tsinki. Pärast happega jootmist tuleb selle koha kaal, kus see võiks minna, põhjalikult loputada, vastasel juhul vähenevad juhid.
   Kui jootekolm oli ülekuumenenud, hakkas kampol põlema ja pinna puhastamise asemel saastas ta. Nii et jootekolb ei kuumeneks üle (jootmisel ei kuumene, sest soojus läheb jootmiseks sulatama), asetatakse see metallobjektile, mis eemaldab liigse soojuse.
   Mõned sulametalli metallid lahustavad rohkem tulekindlaid metalle. Niisiis, sulanud tina lahustab vase. Seda nähtust kasutatakse vasktraadist kaitsmete ühendamisel. Vasktraadile asetatakse tinapall. Kuumutades temperatuurini, mis on oluliselt madalam vase sulamistemperatuurist, sulab ja lahustab pall vaske: kaitsmega puhub kiiresti.
   Erinevate metallide sulatamisel rangelt määratletud proportsioonides saadakse nõutavate omadustega sulamid. Näiteks võivad nichrome ja fehrl töötada umbes 1000 ° C juures, nii et neid kasutatakse elektrisoojendites.
   Rhotanil ja nikliinil on kõrge spetsiifiline resistentsus, kuid nad ei võimalda kõrget temperatuuri - need on reostaatide sulamid.
Manganiini peamine omadus - temperatuuri muutustega vastupanu praktiline püsivus - määrab selle rakenduse põhivaldkonna. Ammutreid ühendatakse manganiiniga, täiendavaid takistusi voltmeetrite, takistuste kaupluste ja muude täpsete elektriseadmete vastupanuvõimaluste suhtes.
   Invari laienemise temperatuuri koefitsient on umbes 12 korda väiksem kui terase laienemise temperatuuri koefitsient, mille tõttu on Invar üks termilise bimetali komponentidest (vt allpool, Harjutus 29).
   Konstantne n, kromel ja alumiiniummaterjalid termopaaride, neile kompenseerivate juhtmete jne jaoks.
   Lühidalt öeldes on iga sulam kavandatud konkreetseks otstarbeks ja seetõttu ei ole asendamine alati lubatud. Näiteks, kui küttekeha on valmistatud mitte nikroomist, vaid niklist (selle mõõtmed on ligikaudu samad), siis põleb.
   Erinevate metallide (sulamite) liitumispunkti kuumutamisel muundub soojusenergia vahetult elektrienergiaks: toimub termoEMF. Kui teised asjad on võrdsed, on termopower proportsionaalne temperatuuriga, millel selle mõõtmine põhineb termopaaridel. Termopaar asetatakse toote kohale, kus on vaja mõõta temperatuuri ja ühendada millivoltmeetriga (järgides mitmeid nõudeid, näiteks kasutades spetsiaalseid kompensatsioonijuhtmeid jne). Millivoltmeetriline skaala on gradueeritud Celsiuse kraadides.
   Märkimisväärne soojusenergia toodab pooljuhtidest kogutud termopilte. Keraamilise lambi klaasil kulunud termopilu annab piisavalt raadio kasutamiseks vajalikku jõudu.
   Kui temperatuur tõuseb elektriline takistus  metallid suurenevad, samas kui söe, elektrolüütide ja pooljuhtide seadmed vähenevad. Kui palju vastupanu muutusi saab arvutada, kasutades temperatuuri koefitsienti. Kui see on positiivne, siis suureneb temperatuuri juures takistus, mistõttu vool väheneb, kuid elektromagnetide, võrkude, mõõteriistade, lampide mähistes erinevas ulatuses. Seetõttu on praeguste muutuste mõju erinev. Tüüpilisi juhtumeid arutatakse harjutuses 24.
   Harjutus 24. Elektripaigaldise metallosasid läbiv vool soojendab neid: vastupanu suureneb.
Vastake küsimustele ja hinnake, millal on resistentsuse suurenemine märkimisväärne: 1. 10 ° C juures on elektromagnetkiirte R vastupanuvõime 500 oomi ja varu vasktraat on 1 Ohm. Elektromagnetit kuumutatakse 60 ° C juures. Kuidas voolu vooluahelas muuta? Kas söödajuhtme takistus muutub palju? Kas kuumutatud elektromagnet on "tugevam" või "nõrgem"? 2. Teised asjad on võrdsed, traati kuumutatakse 40 ° C-ni. Kas vool vooluahela ümber muutub? Kaaluge kahte juhtumit: a) traati kuumutatakse koormusvoolu abil, b) traat oli koormata, kuid kuumutati sellest, mis oli torujuhtme lähedal ekslikult paigaldatud soojaveevarustus 3. Teatri lühtrid, millel on kümneid võimsaid lampe, ei lülita kohe täis soojust sisse, vaid järk-järgult.Kas nad teevad seda „ilu vastu” või on tõsisemad põhjused? 4. Ruumi temperatuur, kus voltmeeter paigaldatakse, on vahemikus 10 kuni 35 ° C ja siiski säilitatakse mõõtetäpsus mlemyh jooksul. Kuidas seda saavutada? Võtke temparatuurikoefitsiendid resistentsuse vase 0,004 ning Manganiinkalibraatorid 0,000008 kraadi. " 5. Eespool on näidatud elektromagneti mähise temperatuur. Kuid on selge, et mähise välised osad jahutatakse paremini ja seega külmemad kui sisemised ristlõiked. Millist temperatuuri me räägime?
   Vastused 1. Vase takistuse temperatuuri koefitsient on 0,004 kraadi-1 - Niisiis, kui kuumutatakse temperatuurini 100 ° C, suureneb takistus 40% ja kuumutamisel temperatuurini 60 ° C 24%. Vool väheneb vastavalt. Traadi takistus on 0,2% hinnakindlus. See on nii väike, et seda ei tohiks arvesse võtta. Huvitav on käia, et kui vool väheneb (elektromagnetkiirte soojendamise tõttu), langeb traadi temperatuur (ja ei suurene) ning seetõttu väheneb selle takistus. Kuid need muutused on väikesed ja tähtsusetud. Voolu vähenemise tõttu väheneb MDS: elektromagnet muutub "nõrgemaks" (vt ülaltoodud harjutust 1).
   40 ° C-ni kuumutamisel suureneb traadi takistus 16% ja on meie näites 1,16 oomi. Kuid vooluahela takistus jääb praktiliselt samaks (501 ohm% 501,16 oomi). Juhul kui a) koormusvoolu kuumutamine on normaalne nähtus, tuleb juhtumi b puhul oluliselt vähendada traadi lubatud koormust.
   Hõõglambi töötemperatuur on üle 2500 ° C. Seetõttu on lambi hõõgniidi vastupanuvõime umbes 10 korda väiksem kui põletava lambi ja. seetõttu on käivitusvool kõrge ja seda tuleb vähendada.
Voltmeetrite raami vastupidavus on täiendava resistentsusega võrreldes tühine, kuna see on valmistatud manganiinist ja manganiini resistentsus on peaaegu stabiilne. Kui täiendav resistentsus ei olnud manganiin, vaid vask, siis sama pingel erineksid voltomeetri näidud 10 ° C juures 35 ° C juures 10–12%.
   Esitatakse esimese küsimuse tingimused: algne temperatuur on 10 ° C ja kuumutamine on 60 ° C. Seetõttu on mähise temperatuur 10 + 60 = 70 ° C. Mähise temperatuur võetakse keskmise temperatuurina, s.t. arvutatakse resistentsuse mõõtmiste tulemuste põhjal.
   Vastupanu termomeetritel põhinev mõõtmine põhineb metallitakistuse sõltuvusel temperatuurist.
   Kui temperatuuri koefitsient on negatiivne, siis soojendus toob kaasa laviini sarnase voolu suurenemise ja see peab olema piiratud. Tõepoolest soojendab vool voolutoru (pooljuht) negatiivse takistuse koefitsiendiga. Vastupanu väheneb, voolu suurenemine jne.
   Pooljuhtivastuste (termistorite) kuumutamisel põhineb laviinitaoline voolu suurenemine näiteks laagri temperatuuri automaatsel juhtimisel. Juhtide ja pooljuhtide takistuste temperatuuri sõltuvusest tulenevat temperatuuri mõõtmist ja juhtimist illustreeritakse vastavalt harjutustes 25 ja 26.

Joonis fig. 9. Temperatuuri mõõtmine termistori abil, millel on positiivne temperatuuri koefitsient (a) ja temperatuuri reguleerimine termistori abil, millel on negatiivne temperatuuri koefitsient 16) - harjutustele 25 ja 26
   Harjutus 25. Joonisel fig. 9 ja näitab: toide (+, "), mõõtevahend I" R - logomeeter.
   vastupanu RK1 ja trimmeritakistus R. Sobiva tugevdusega termistor on paigaldatud sellesse kohta, kus soovite temperatuuri mõõta, näiteks õlitõuges, ja mõõteseadet juhtpaneelil.
   Vastake küsimustele: 1. Mis RK1 termistori kujutises tähendab: kaldkriips ja täht 2. Milline elektriline väärtus on proportsionaalne mõõdetud temperatuuriga? 3. Miks ei ole milliammeeter, vaid praeguse tugevuse mõõtmiseks kasutatav logomeeter? 4. Miks on trimmer lülitisse paigaldatud?
Vastused 1 - Lineaarse isereguleerimise standardmärgi kaldus omadus rõhutab, et takistus varieerub otseselt proportsionaalselt temperatuurimuutustega ja see protsess toimub iseenesest. ilma välismõjudeta. Kiri tähistab füüsilist kogust, meie puhul temperatuuri, mille mõjul iseregulatsioon toimub.
   Proportsionaalne voolu tugevusega.
   Milliammeetri näidud ei sõltu mitte ainult vastupanuvõimest (mis on vajalik), vaid ka toitepinge pinge muutustest ning see tekitab mõõtmisvea. Logomeetrid seevastu on sellest puudusest vabad: nende näidud on praktiliselt sõltumatud pinge muutustest. Fakt on see, et logomeetri vastandlikku momenti ei tekita vedru (nagu milliammeetris), vaid elektriliselt, st. kasutades teist mähist joonisel fig. 9, ja see kuvatakse rohelisel joonel. Tõepoolest, mida väiksem on pinge, seda vähem voolab töömähis (joonisel 9 ja punane).
   Samal määral väheneb ka vastandliku hetke loomine. Suurendades pingeid võrdselt suurenenud voolu nii töö- kui ka vastasmähistel.
   4. Temperatuuri mõõtmiseks kasutatavad logomeetrid kalibreeritakse toitejuhtmete kindla väärtuse alusel. Trimmimisresistori R abil määratakse see väärtus reguleerimise ajal.
   Harjutus 26. Joonisel fig. 9.6 näitab mehhanismi laagri juhtimistemperatuuri. Temperatuurijuhi pooljuht termistor (termistor) RK2 - paigaldatud laagrikilbi ja reas ühendatud relee K mähisega.Elektrilisest mähisest pärinevate kraanidega transformaatori 75 e stabiliseeritud toitepinge valitakse nii, et allpool seadeväärtust (näiteks alla 80 ° C) säilib termiline tasakaal. See tähendab, et termistori kaudu voolava voolu tekitatud soojus eemaldatakse täielikult kontrollitud söötmega ja termistori takistus on tuhandeid oomi. Kui temperatuur tõuseb ja saavutab seadeväärtuse, siis termiline tasakaal on katkenud, termistori temperatuur tõuseb ja selle elektriline takistus väheneb. Vastupidavuse vähenemine põhjustab termistori voolu ja edasise kuumenemise.
   Protsess toimub laviinina ja viib kiiresti relee käivitamiseni. Selle kontakte saab kasutada mis tahes vooluahelates, näiteks signaallampide ahelas III., Nagu meie näites.
Vastake küsimustele: I. Mida näitavad termistori RK2 nimetuses ja pealkirja t ° 1 katkendjooned 2. Selgitage toitepinge stabiliseerimise eesmärki. Mis trafo 7 * 5 tähistamisel näitab stabiliseerimist? 3. Millised on trafo sekundaarmähise ja lüliti 5 juhtmed? 4. Hinnake, kas seadeväärtus tõuseb või langeb temperatuuri juures, kui suurendate trafo sekundaarmähisest saadud pinget. 5. Diagrammil on näha, et pärast relee K reise, lüheneb selle kontakt termistorist. Mis juhtuks termistoriga selle kontakti puudumisel?
   Vastused 1. Polüliin näitab mittelineaarset isereguleerimist: see tähendab, et termistori takistus ei muutu proportsionaalselt temperatuuriga, vaid palju teravam. Tähis -t näitab füüsilise koguse temperatuuri ja miinusmärk näitab negatiivset temperatuuri koefitsienti. See tähendab, et temperatuuri tõusuga ei suurene takistus (nagu vastupanu termomeetril, nt. Harjutus 25), vaid väheneb.
   Ilma pinge stabiliseerimiseta muutuksid selle muutused temperatuuri seadistust. Stabiliseerimist tähistab katkendjoon transformaatori 75 tähistuses.
   Kraanid on ette nähtud soovitud seadistusele vastava pinge seadmiseks lüliti 5 abil.
   Kui pinge suureneb, on madalamal temperatuuril reguleeritud keskkonnas tekkinud termiline tasakaal ning seetõttu langeb seadeväärtuse temperatuur.
   põletaks
  Temperatuuri muutused toovad alati kaasa kehade suuruse muutumise. Mõnel juhul on termiline laienemine kahjulik. Elektriliste masinate valmistamise materjalide (teras, vask, isolatsioon) erinevate soojuspaisumistegurite tõttu tekivad tõmbejõud, mis põhjustab isolatsiooni mehaanilise kulumise. Elektripaigaldiste töö tõsiste rikkumiste näited on esitatud 27. harjutuse käigus.

   Joonis fig. 10. Soojuspaisumine võib häirida elektriseadmeid - kasutada 27
   Selleks, et soojuspaisumine ei põhjustaks rikkeid, võetakse mitmeid meetmeid, näiteks ei ole rehvid jäigalt fikseeritud, neil on painduvad sisendid jne.
   Harjutus 27. Allpool on toodud kolm näidet soojuspaisumise tõttu tekkinud elektrikatkestustest.
Juhtum A. Puudunud soojusvaheti soojenduselement asendati vardaga 1, millele nikroomtraat 3 keriti asbestisolatsiooni 2 peale. Varda oli soojusvaheti korpusest hästi isoleeritud. Traadi üks ots kinnitati soojusvaheti korpuse külge, teine ​​aga vardale ja võimsusele, nagu on näidatud joonisel fig. 10, a. Paar minutit pärast sisselülitamist puhus sulavkaitse 4. Enne järgmise sisselülitamist mõõdis megohmimeeter varda - korpuse isolatsioonitakistust. Isolatsioon oli kõrge. Järgmisel võimendamisel juhtus sama asi: mõne minuti pärast puhuti sulavkaitse.
   Juhtum B. Portselanisolaator 5 on tugevdatud äärikuga b (joonis 10.6), kusjuures tsement on saadaval sideainena 7. Kuuma ilmaga oli isolaatoris pragune.
   Juhtum B. Rööbaste 9 all asetatud kaabel 8 (joonis 10, c) oli kaitstud mehaanilise kahjustuse eest torustiku 10 poolt. Kevadel oli kaabel kahjustatud ja see oli torus kahjustatud.
   Vastake küsimustele: 1. Miks oli sulavkaitse A-juhtumil hoolimata sellest, et enne sisselülitamist mõõdetud megohmmõõtur oli täis? 2. Mispärast, kui B-is isolaator krakis? 3. Kuidas oli kaabel kahjustatud? Milline viga tehti selle paigaldamise ajal?
   Vastused 1. Sisselülitamisel soojendatakse ja pikendatakse vardat. Selle vasakpoolne ots puudutas soojusvaheti korpust: tekkis lühis. Kui me kõndisime megohmmeetri taga, jahtis varras natuke ja moodustus vahe 5 (vt joonis 10, a).
   Tsement kuumutamisel laieneb. Ta ei saanud tugevat malmist äärikut "levitada". Seetõttu krakitud rohkem habras portselan.
   Pärastlõunal sulas lumi, toru oli täidetud veega. Öösel külmutas vesi. Ja kuna jää maht on suurem kui vee kogus, millest jää tekkis, surus jää kaabel välja. Paigaldajad olid kohustatud toru otsad sulgema, et vesi ei saaks torusse tungida.
   Soojuspaisumisel on olulised kasulikud kasutusalad. Niisiis põhineb termilise laienemise termomeetrite, soojusandurite ja mõnede otsetoimivate temperatuurikontrollerite mõju (näide treeningust 28).
Harjutus 28. Joonisel fig. 11, on skemaatiliselt kujutatud otsest (otsest) toimingutermostaati. Kui temperatuur mistahes mehhanismi jahutusümbrises 1 tõuseb, paisub silindris 2 olev töövedelik ja saadab rõhu läbi ühendustoru 3 vardale 6, mis omakorda surub klapi 7 peale. 8. Vee suurenev vool vähendab jahutuskesta temperatuuri. Töörõhu rõhk lambis väheneb ja vedru tõstab ventiili, vähendades vee voolu. Seega, kui klapp "hingab", liigub see nii palju vett kui vaja, et hoida selle temperatuur teatud tasemel.
   Vastake küsimustele: 1. Mis on (gofreeritud torud (lõõtsad) 5 ja 4 "" "käsirattal (joonis 11, o) 2. Millisel alusel termostaati nimetatakse otsese (otsese) termostaadiks?
   Vastused 1. Gofreeritud metalltorud eraldavad õhku, jahutusvett ja töövedelikku. Nad täidavad täitekarpide rolli, kuid need on täiusliku tiheduse ja hõõrdumisega liikuvuse tõttu palju täiuslikumad.
   Käsipyöras keeratakse või lahti keeratakse ülemise palli alusele kinnitatud varras, teisisõnu, venitage või pigistage see. See loob töövedeliku esialgse rõhu, s.t. Termostaat seab soovitud temperatuuri.
   2. Termomeetriline süsteem toimib otse ventiilile ilma vahepealse täiturmehhanismita.
  Soojuspaisumine on aluseks termilise bimetali loomisele, mida kasutatakse laialdaselt automaatsete lülitite, termoreleede (ülekoormuse eest kaitsmiseks) temperatuuritundliku elemendina, temperatuuri regulaatorite, telefonis kasutatavate kõige lihtsamate ajareleede ja sageli automatiseerimise puhul.

   Joonis fig. 11. Soojuspaisumisel on palju kasulikke rakendusi - harjutustele 28 ja 29.
Thermobimetal (joonis 11, d) on valmistatud kahest keevitatud plaadist, millel on erinevad temperatuuri koefitsiendid paisumisele ja piisavalt elastsed, nii et jääk deformatsioone ei esine. Üks metallidest võib olla sulam - Invar, mille soojuspaisumise tegur on tühine, teine ​​- pronks. Kuumutamisel (temperatuur t on kõrgem algsest temperatuurist) kumerdub termiline bimetall ühte suunda ja kui jahutatakse (B2 vähem), siis mõnes konstruktsioonis põhjustab painutamine kontaktide lülitumist ja teistes, mehhanismi lukustus vabaneb. harjutamisel 29.
   Harjutus 29. Joonisel fig. 11.6 antakse telefonirelee korpusele paigaldatud lihtsaim bimetall-ajarelee, nn termogrupi skeem. Bimetallplaadil 13 keritakse soojustatud mähis 11 soojustatud mähisega. Kui kontakt 9 on suletud, siseneb vool mähisesse läbi reguleeritava takisti 10. Plaat 13 soojendab, painutab ja mõne aja pärast sulgeb kontaktid, mis on asetatud plaatidele 12 ja 13.
   Joonisel fig. 11 on kujutatud bimetall-termiline detektor. Bimetallplaat 17 on kinnitatud kronsteinile 16. Normaalsel veetemperatuuril on kontaktid avatud. Kui temperatuur tõuseb, sulgub üks kontakt, näiteks 18 ja lülitab rohelise lambi sisse. Kui temperatuur langeb, sulgeb ja lülitab punane lamp teise kontakti 15.
   Kaitsva termilise relee skemaatiline diagramm on kujutatud joonisel fig. 11, d Koormusvool / läbib bimetallplaadi 21, tihvti 22, kontaktisilda 24 ja tihvti 25. Tagasivedru 26 on kokkusurutud (vasakpoolne joonis). Olulise ja pikaajalise ülekoormuse korral painub bimetallplaat (joonis paremal) ja vabastab hoova 20. Vedru 26 tõstab osa 23, hoob 20 pöörleb telje O lähedale, kontakt avaneb.
   Vastake küsimustele: 1. Ajal relee joonisel fig. 11.6 on bimetallplaat 14, millel ei ole kontakte ega mähiseid. Kas pole varuosa? 2. Kuidas seatakse nõutav ajaline viivitus? Miks peaks see olema paigaldatud "elektriliselt" (voolu muutmise teel), mitte vedru 12 painutamisega, s.t. Sel viisil suureneb kontaktide vaheline lõhe? 3. Mis on bimetall-ajarelee peamine puudus? 4. Joonisel fig. 11, näidatakse sisendit 19 bimetallplaadi kohal, miks see teenib ja mis määrab selle pikkuse? 5. Mis on konstruktsiooni peamine eelis, mille skeem on kujutatud joonisel fig. 11, d?
Vastused 1. Plaat 14 on vajalik keskkonnatemperatuuri muutuste kompenseerimiseks. Fakt on see, et plaat 13 on painutatud mitte ainult küttekähise toimel, vaid ka ümbritseva keskkonna temperatuuri all. Kuid plaat 14 on painutatud samal määral, kui temperatuur tõuseb, tõstab see plaadi 12 läbi tõukuri ja kui temperatuur langeb, liigub see sellest eemale: plaat 12 paindub selle elastsuse tõttu. Selle tulemusena jääb söötme mis tahes temperatuuril temperatuur plaatide 12 ja 13 vahele peaaegu muutumatuks. Kaasaegsetes soojusvahetites, et kaitsta mootoreid ülekoormuse eest, rakendati temperatuuri kompenseerimist sarnasel viisil.
   Vajaliku seadeväärtuse seadmine reguleeritava takistiga ei riku relee mehaanilisi omadusi ega plaatide painutamist, kui see isegi ei too kaasa püsivat deformatsiooni, kiirendab vananemist.
   Seadistus sõltub kütte mähise toitepinge muutustest.
   Ilma sisendita 19 oleks bimetallplaadi 17 üks osa kontrollitud keskkonnas - see on hea. Kuid selle teine ​​osa, mis ulatub keskkonnast välja, mõõdaks õhutemperatuuri ja see on halb. Kontrollitud sööde peab pesta kogu bimetallplaadi. See tingimus määrab sisetüki pikkuse.
   Disain võimaldab bimetallplaadi aeglast painutamist hoolimata kiiret avamist, mis on absoluutselt vajalik. Kui konstruktsioon ei võimalda kiiret lahtiühendamist, tuleb võtta spetsiaalsed meetmed kontaktide kaitsmiseks kahjustuste eest.
   Oluline märkus. Andurite asukoht tehnoloogiliste parameetrite - temperatuuri, taseme, rõhu, voolu, kiiruse, nihke jms - jälgimiseks, samuti nende kontrollitud keskkonda sukeldumise sügavus on ülimalt tähtis. Näiteks ei ole kaugeltki ükskõikne paigaldada termostaadi termopudel, termopaar, vastupanu termomeeter. Fakt on see, et trafo alumise ja ülemise osa temperatuur on erinev (kuumutatud õli tõuseb). Veetemperatuur on jahutuskambrisse ja väljalaskeavasse sisenemisel erinev.
Või teine ​​näide. Kui piir- või piirilüliti paigaldusasend valitakse edukalt, siis mehhanismi liikuv osa peatub vales kohas. Üldiselt on see kõik palju keerulisem, kui esmapilgul tunduda, ja sageli on automaatika ebarahuldava toimimise põhjuseks just anduri ebaõnnestunud asukoht. Kuid nende kriitiliste asjaolude kavandamisel on alahinnatud ning mõnikord ilma teenusinseneride osalemiseta ei saa nad lihtsalt arvesse võtta.
   Isolatsioon on eriti tundlik temperatuuritõusu suhtes. Krohvimine ja pragunemine; paber, papp, isoleeriv õli, lõng, mõned tüüpi plastid, näiteks mitte-isekustuv polüetüleen, võivad süttida. Pleksiklaas ja kiud pehmenduvad kuumutamisel, kaotavad mehaanilise tugevuse ja sageli lõime. Kondensaatoritest välja voolab immutusmass, seest moodustuvad õhumullid, mis on vähem elektriliselt vastupidavad (vt allpool § 7) kui immutusmass.
   Vahad, parafiin, pehmendavad värvid ja lakid, mida mõnikord kasutatakse elektriseadmete remontimisel, sulatatud kujul tungivad ankrute pinnale ja toimivad liimina. Selle tulemusena ei saa relee ankur lahti lasta või vabaneda märkimisväärse aeglustumisega, mis katkestab automaatika tegevuse.
   Äärmiselt ohtlikud pooljuhtide ülekuumenemise seadmed. Ülekuumenemise tagajärjel kaotavad pooljuhtseadmed isoleerivad omadused ja kui seleeni alaldid pärast purunemist tavaliselt taastatakse, siis germanium ja räni lootusetult ebaõnnestuvad ja vajavad asendamist.
   Tuleb rõhutada, et pooljuhtseadmetel on mittelineaarsed omadused; teisisõnu, seadmete juhtivusel on tugev sõltuvus temperatuurist. See tähendab, et isegi "mitte liiga ülekuumenenud" toode (näiteks arvuti), kui see on projekteeritud ilma termiliste tingimuste nõuetekohase arvestamiseta, võib "äkki" hakata vigu tegema. Kuid pärast piisavat jahutamist töötab see uuesti kuni järgmise ülekuumenemiseni.
Lubatav temperatuur, s.t. Temperatuuri, mille vältel isolatsiooni kasutatakse pikka aega, määrab selle kuumuskindluse klass. Elektrimasinate isolatsiooni päev, soojustakistuse klassid tähistatakse tähtedega Y, A, E, B, F, H ja C, mis vastavad lubatud temperatuuridele 90,105, 120, 130, 155, 180 ja üle 180 ° C - kõik sõltub materjalist. Nii kuuluvad näiteks sünteetilised orgaanilised materjalid (kiled, kiud, vaigud, ühendid jne) klassi E (120 ° C), klass F (155 ° C) - vilgukivist, asbestist ja klaaskiust põhinevad materjalid, mida kasutatakse kombineeritult sünteetiliste ühenditega jne.
   Ülekuumenemine on petlik nähtus. Kui see ei ole väga suur, ei ole selle tagajärjed kohe ilmne ja kui need avastatakse, on juba liiga hilja võtta meetmeid - toode on vigane. Lisaks on välised osad alati vähem soojendatud kui sisemised, eriti intensiivse ventilatsiooniga, ja see on sageli eksitav. Katkestatud kaablite eraldi juhid võivad üle kuumeneda, kuid praegu pole seda ka märganud.
   Paljudel elektripaigaldiste kriitilistel osadel ei ole mitte ainult, vaid neil ei ole kaitset ülekuumenemise vastu. Esmapilgul on selline avaldus ebatõenäoline. Vaatleme näiteks relee ülekuumenemist, kontaktorit, magnetilist starterit, 58 Kui selle isolatsioon pole ülekuumenemise tõttu täielikult hävinud, ei saa voolu vooluahelas suureneda ja seetõttu ei kaitse seda ega kaitselülitit.
   Loomulikult tekib küsimus: miks selline kaitse, mis ei kaitse? Kaitse kaitseb, kuid mitte mähiseid, kuid elektriühendus lühise eest ning katkestab ka lühisvoolu pärast seda, kui spiraal on põlenud, vältides seega elektriseadmete kahjustamist.
   Hoolimata kütte negatiivsest mõjust on põhimõtteliselt võimatu vältida soojuse vabanemist: kui on vool, siis on soojus. Soojuse vabanemine ei tähenda siiski seda, et isolatsioon on tingimata ülekuumenenud ja ei tööta pikka aega ja hästi.
   Termilise (termilise) takistuse tingimustes soojendab isolatsioon vastuvõetavates piirides ja tagab kindla ajavahemiku. Termilist takistust väljendatakse erinevalt. Anname mõned näited.
Pinge ei ületa 110% nimiväärtusest. See tähendab, et toote klemmide pinge (relee, mootor, kondensaator jne) ei tohiks suureneda rohkem kui 10%. Tundub, et see on ebamõistlikult raske nõudlus. See on siiski täiesti põhjendatud. Tõepoolest, resistiivsetes vooluringides on vool proportsionaalne pingega. See tähendab, et näiteks pinge suurendamine 30% võrra suurendab voolu ka 30% võrra. Kuid soojuse hulk on proportsionaalne voolu ruuduga, seega vabaneb soojus 69% võrra rohkem kui nimipingel.
   Pidevvool 5 A, kahekordne ülekoormus mitte üle 10 s - vt eespool, 15. harjutus.
   Maksimaalne võimsus 15 W - vt eespool, harjutused 5 ja 15.
   Temperatuur mitte üle 55 ° C
   Pinge muutuv komponent ei ole suurem kui 5%. Sarnased tingimused on tavaliselt seatud kondensaatoritele, kuna sisselülitamisel läbib muutuva komponendi mõjul pulseeriv pinge voolu läbi kondensaatori, mis kuumutab ja hävitab kondensaatori (vt ülaltoodud teostust 4).
   Isolatsioonitakistus on väga sõltuv temperatuurist. Näiteks, kui elektrikaardi juhtivus 20 ° C juures võetakse ühikuks, siis 30, 40 ja 50 ° C juures juhtivus suureneb vastavalt 4, 13 ja 37 korda. Samal ajal vähendab isolatsioonitakistust. Selline terav sõltuvus saab selgeks, kui teete kõige lihtsamaid kogemusi. Külma elastne paber, mis on suurepärane isolatsioon, kuumutab mängu 130–140 ° C-ni: paber muutub rabe ja rabe. Edasise kuumutamisega muutub paber pruuniks ja lõpuks söestatakse. Teisisõnu, see muundub isolatsioonist juhiks.
   Seega on praktika kõige olulisem järeldus: isolatsioonitakistuse mõõtmise tulemuste hindamisel ja eriti uute mõõtmiste võrdlemisel eelmiste tulemustega tuleb tähelepanu pöörata temperatuurile. Teisisõnu on enne isolatsiooni halvenemist väitnud, et uue mõõtmise tulemused tuleb ümber arvutada eelmise mõõtmise temperatuurini. On selge, et me ei räägi meedia temperatuurist, vaid mähise temperatuurist: näiteks alajaamas võib see olla külm ja trafo kontrollimiseks välja lülitatud mähis on kuum.
   Isolatsioonitakistust ei saa mõõta, kui mähise temperatuur on negatiivne. Samal ajal külmub niiskus, nimelt niiskuse isolatsioon - kõige tõenäolisem põhjus isolatsiooni halvenemiseks.
   Elektriseadmete metallosade tugev kuumutamine võib olla kahjulik. Kaaluge kahte tüüpilist näidet.
Pika ahelaga vigade korral võib voolu käivitada, kui see läbib vedrusid (kontakt, nagu paljudes versioonides, releedes või tagasipöördujatel), võib neid käivitada. Selle tulemusena kaob elastsus.
  Kui isolatsioon ebaõnnestub primaarahelates, leiab kahjustuse voolu tihti maapinnale juhtkaablite juhtmete kaudu. Kooredelt voolab vool sulgude, kandikute ja muude maandatud struktuuride juurde. Kuid kaablikestade ja konstruktsioonide vaheline ülemineku takistus R on suur, mistõttu võib voolukadu võimsus I2R praegusel ülekandepunktis olla nii oluline, et kestad põletavad läbi. Samal ajal võib südamike isolatsioon kahjustada: nõrk koht, mis ei ole kaitstud niiskuse tungimise eest.

Metalljuhtmete peamised omadused

Juhtivate materjalide omadusi iseloomustavad kõige olulisemad parameetrid on: 1) spetsiifiline juhtivus y või selle pöördvõrdeline vastupanu ρ, 2) spetsiifilise takistuse temperatuuri koefitsient TKρ  või α ρ ,   3) soojusjuhtivuse koefitsient λ T  (varem nimetati γ T), 4) spetsiifilist soojust koos; 5) spetsiifiline termotuumasüntees r T .

Voolutiheduse δ, (A / m²) ja elektrivälja tugevuse suhe E(V / m) sisse metalljuht, nagu juba eespool näidatud, on tuntud valemiga δ = γE,nimetatakse ohmi seaduse erinevaks vormiks.

Vastupidava juhtme jaoks R  pikkus l  ja pidev ristlõige Stakistus ρ   arvutatakse valemiga

ρ = RS / l.

Mõõta ρ   Juhtimismaterjalidel on lubatud kasutada süsteemivälist seadet ohm · mm² / m. Nimetatud resistentsusühikute vaheline suhe on järgmine:

Ohm · mm 2 / m = µOhm · m.

Vastupanu ulatus ρ   metalljuhtmed normaalsetel temperatuuridel on üsna kitsad: alates 0,036 hõbedast ja kuni umbes 3,4 µOhm · m raud-kroom-alumiiniumisulamitest.

Juhtme takistus sõltub sellest voolava voolu sagedusest. On teada, et suurtel sagedustel varieerub voolutihedus üle juhi ristlõike. See on pinnal maksimaalne ja väheneb, kui see tungib sügavale juhi sisse. Juhtme pinnale nihkub vool. Seda nähtust nimetatakse pinna mõju.See on tugevam, seda suurem on sagedus. Kuna läbilõikepind, mille kaudu vool voolab, on vähenenud, on traadi vastupidavus vahelduvvoolule muutunud suuremaks kui selle voolutugevus. Sügavus, mille juures vool voolab juhtlasse antud sagedusel, on sügavus, mille juures voolutihedus väheneb e = 2,72 korda, võrreldes selle väärtusega juhtme pinnal.

Metallide takistuse temperatuuri koefitsient.

Vaba elektronide kontsentratsioon n  suureneva temperatuuriga metallijuhis jääb peaaegu muutumatuks, kuid nende keskmine soojuskiirus suureneb. Võimendatakse ka võre sõlmede vibratsioone. Kutsutakse meediumi elastsete võnkumiste kvantit fonon. Kristallivõre väikeseid termilisi vibratsioone võib pidada fononite kogumiks. Kasvava temperatuuri korral suurenevad aatomite termiliste võnkumiste amplituudid, s.t. suurendab sfäärilise mahu ristlõike, mis võtab vastu võnkumist.

Niisiis, kui temperatuur tõuseb, ilmuvad elektrivälja tekitamisel elektrivälja liikumisel üha rohkem takistusi. See toob kaasa asjaolu, et elektroni λ keskmine vaba tee väheneb, elektronide liikuvus väheneb ja seetõttu väheneb metallide erijuhtivus ning suureneb spetsiifiline resistentsus. Juhtme vastupanuvõime muutust, kui selle temperatuuri muutused 3K võrra viitavad selle juhtme vastupanuvõimele antud temperatuuril, nimetatakse takistuse temperatuuriteguriks. TK ρvõi Temperatuuri koefitsient on mõõdetud K -3. Metallide takistuse temperatuuri koefitsient on positiivne. Nagu eespool toodud definitsioonist tuleneb, on diferentsiaalne väljend TK ρ  on vorm:

.

Soojusvõimsusiseloomustab aine võimet soojust absorbeerida Qkuumutamisel. Soojusvõimsus Koos  Iga füüsilist keha nimetatakse väärtuseks, mis on võrdne selle keha poolt neeldunud soojusenergia kogusega, kui seda kuumutatakse 3K-ni, muutmata selle faasiolekut. Soojusvõimsust mõõdetakse j / k. Metallmaterjalide soojusvõimsus suureneb temperatuuri tõusuga. Seetõttu on soojusvõimsuse väärtus Koos  määrati lõpmatu muutusega oma olekus:

Soojusvõimsuse suhe Koos  kehamassi m  nimetatakse konkreetseks soojuseks koos:

.

Spetsiifilist soojust mõõdetakse J / (kg K). Tulekindlad materjalid on iseloomulikud madala soojusvõimsuse väärtuste poolest, madala sulamistemperatuuriga materjale iseloomustab soojusvõimsuse kõrge väärtus.

Soojusjuhtivus  Termilise liikumise ja selle koostisosade koostoime tulemusena nimetati termilise energia Q ülekandumist ebaühtlaselt kuumutatud keskkonnas. Soojuse ülekandmine mis tahes keskkonnas või kehas toimub kuumematest osadest külmadesse osadesse. Soojusülekande tulemusena tasakaalustatakse söötme või keha temperatuur. Metallides edastatakse soojusenergia juhtivuselektronide abil. Vabade elektronide arv metalliühiku mahu kohta on väga suur. Seetõttu on metallide soojusjuhtivus reeglina palju suurem kui dielektrikute soojusjuhtivus. Mida vähem lisandeid on metalle, seda kõrgem on nende soojusjuhtivus. Lisades lisandeid, väheneb nende soojusjuhtivus.

Nagu on teada, kirjeldatakse soojusülekande protsessi Fourieri seadusega:

.

Siin   - soojusvoo tihedus, s.t. koordinaadil kulgeva soojuse hulk x  läbi ristlõikepindala ajaühiku kohta, J / m 2 s,

  - temperatuuri gradient koordinaadis x, C / m,

  - proportsionaalsuskoefitsient, mida nimetatakse soojusjuhtivuse koefitsiendiks (eelnevalt määratud), W / K ∙ m.

Seega vastab termiline soojusjuhtivus kahele kontseptsioonile: see on protsessile iseloomulik soojusülekande protsess ja proportsionaalsuskoefitsient.

Termotuumasünteesi temperatuur ja soojus. Tahke kristallilise keha poolt neeldunud soojust selle üleminekul ühest faasist teise nimetatakse faasisiirde soojuseks. Eelkõige nimetatakse tahke kristallilise keha poolt absorbeerunud soojust selle üleminekul tahkelt vedelasse olekusse termotuumasünteesi soojusja temperatuuri, milles sulamine toimub (konstantsel rõhul) sulamistemperatuur  ja tähistavad T PL.. Soojuse hulk, mis tuleb viia tahke kristalse tahke aine ühikmassini temperatuuril T PLtõlkida see vedelikuks, mida kutsutakse termotuumasünteesi PL konkreetne soojusmJ / kg või kJ / kg. Sõltuvalt sulamistemperatuurist eristatakse tulekindlaid metalle, mille sulamistemperatuur on kõrgem kui rauda, ​​st. kõrgem kui 3539 0 С ja sulav sulamistemperatuuriga alla 500 0 С. Temperatuuri vahemik 500 0 С kuni 3539 0 С viitab sulamistemperatuuride keskmistele väärtustele.

Elektroni tööfunktsioon metallist.Kogemused näitavad, et vabad elektronid tavalistes temperatuurides praktiliselt ei jäta metalli. See on tingitud asjaolust, et metalli pinnakihis tekib piiratud elektrivälja. Seda elektrivälja võib mõelda kui potentsiaalset barjääri, mis takistab elektronide pääsemist metallist ümbritsevasse vaakumisse. Kinnipidamise potentsiaalne barjäär luuakse kahel põhjusel. Esiteks, tänu atraktiivsetele jõududele, mis on tekkinud metallist liigse positiivse laengu tõttu, mis on tingitud sellest, et elektronid pääsevad sellest välja, ja teiseks tänu eelnevalt väljutatud elektronide tõrjuvatele jõududele, mis moodustasid metallpinna läheduses elektronpilve. See elektronpilv koos võre positiivsete ioonide väliskihiga moodustab kahekordse elektrikihi, mille elektrivälja sarnaneb tasandikondensaatori väljaga. Selle kihi paksus on võrdne mitmete interatomiliste vahemaadega (30 -30 -30 -9-m). See ei tekita väliruumis elektrivälja, vaid loob potentsiaalse tõkke, mis takistab vabade elektronide vabanemist metallist.

Kogemus vastavalt paragrahvi 46 üldistele kaalutlustele näitab, et juhtme takistus sõltub ka selle temperatuurist.

Me tuulime spiraali kujul, mis on mitu meetrit õhukest (läbimõõduga 0,1-0,2 mm) raudtraati 1, ning ühendame selle vooluahelaga, mis sisaldab galvaniliste elementide 2 ja ampermeetri 3 akut (joonis 81). Me valime selle traadi vastupanu nii, et toatemperatuuril suunab ampermeetri nõel peaaegu kogu skaala. Olles märganud mõõteseadme näidud, kuumutame traati tugevasti põleti abil. Me näeme, et voolu soojendamisel väheneb ahel, mis tähendab, et kuumutamisel suureneb traadi takistus. See tulemus saadakse mitte ainult rauda, ​​vaid kõigi teiste metallidega. Metallide temperatuuri tõusu korral suureneb. Mõnede metallide puhul on see suurenemine märkimisväärne: puhta metalli puhul 100 ° C-ni kuumutamisel on see 40-50%; sulamites on see tavaliselt väiksem. On olemas spetsiaalseid sulameid, mille vastupidavus temperatuuri tõusuga peaaegu ei muutu; sellised on näiteks konstantsed (ladinakeelsest sõnast konstansid) ja manganiin. Constantanit kasutatakse mõningate mõõteseadmete tootmiseks.

Joonis fig. 81. Kogemused, mis näitavad traadi takistuse sõltuvust temperatuurist. Kuumutamisel suureneb traadi takistus: 1 - traat, 2 - galvaaniliste elementide aku, 3 - ampeerimõõtur

Vastasel juhul muutub elektrolüütide vastupidavus kuumutamisel. Kordame ülalkirjeldatud eksperimenti, kuid me kasutame rauast traadi asemel elektrolüüti (joonis 82). Me näeme, et elektrolüüdi soojendamisel suurenevad ampeetri näidud kogu aeg, mis tähendab, et elektrolüütide vastupidavus väheneb temperatuuri tõusuga. Pange tähele, et söe ja mõne muu materjali vastupidavus väheneb ka kuumutamisel.

Joonis fig. 82. Kogemus, mis näitab elektrolüütide resistentsuse sõltuvust temperatuurist. Kuumutamisel väheneb elektrolüüdi takistus: 1 - elektrolüüt, 2 - galvaaniliste elementide aku, 3 - ampeerimõõtur

Vastupidavuse termomeetrite jaoks kasutatakse metallide vastupidavuse sõltuvust temperatuurist. Kõige lihtsamal kujul on see õhuke plaatina traat, mis on keritud vilgukilbi (joonis 83), mille vastupidavus erinevatel temperatuuridel on hästi teada. Vastupidav termomeeter asetatakse kehasse, mille temperatuuri nad soovivad mõõta (näiteks ahjus) ja mähise otsad on ühendatud vooluahelaga. Mõõtes mähise vastupanu, saate määrata temperatuuri. Selliseid termomeetreid kasutatakse sageli väga kõrge ja väga madala temperatuuri mõõtmiseks, kus elavhõbeda termomeetreid enam ei kohaldata.

Joonis fig. 83. Vastupidavuse termomeeter

Juhtivuse suurenemist, mida kuumutatakse 1 ° C-ga, jagatuna algse resistentsusega, nimetatakse resistentsuse temperatuuri koefitsiendiks ja tähistatakse tavaliselt kirjaga. Üldiselt sõltub temperatuuri koefitsient ise temperatuurist. Väärtusel on üks väärtus, näiteks kui tõstame temperatuuri 20 ° C-lt 21 ° C-ni ja teise temperatuuri tõusuga vahemikus 200 kuni 201 ° C. Kuid paljudel juhtudel on muutus üsna laias temperatuurivahemikus ebaoluline ja seda väärtust võib kasutada ka keskmises väärtuses. Kui juhtme takistus on temperatuuril, mis on võrdne ja siis võrdub keskmisega

. (48.1)

Tavaliselt võtavad nad takistusena 0 ° C juures.

Tabel 3. Mõne juhtme temperatuuri koefitsiendi keskmine väärtus (vahemikus 0 kuni 100 ° C)

Vahekaardil. 3 näitab mõnede juhtide väärtusi.

48.1.   Kui lamp on sisse lülitatud, erineb vooluahel vooluahelas esimesel hetkel voolust, mis voolab pärast seda, kui lamp hakkab hõõguma. Kuidas voolu vooluahel söe lambiga ja metallist hõõgniidiga lamp muutub?

48.2. Hõõglambi hõõgniidiga hõõglambi vastupidavus on 60 oomi. Täielikult kuumutamisel suureneb lambi takistus 636 oomi. Milline on hõõgniidi temperatuur? Kasutage tabelit. 3

48.3.   Elektrilise ahju nikkel-mähisega kuumutamata olekus on 10 oomi. Milline on selle ahju takistus, kui selle mähis soojeneb kuni 700 ° C? Kasutage tabelit. 3