Как тепло влияет на величину сопротивления; Школа для инженеров-электриков: электротехника и электроника

Полупроводниковые терморезисторы, используемые для измерения температуры, называются термисторами.

Как нагрев влияет на величину сопротивления

Как нагревание влияет на величину сопротивленияСопротивление металлов увеличивается при нагревании, потому что скорость атомов в материале проводника увеличивается с ростом температуры. И наоборот, удельное сопротивление электролитов и углерода уменьшается при нагревании, поскольку в этих материалах, помимо увеличения скорости атомов и молекул, увеличивается количество свободных электронов и ионов на единицу объема.

Некоторые сплавы, удельное сопротивление которых выше, чем у составляющих их металлов, почти не изменяют своего удельного сопротивления при нагревании (константан, манганин и т.д.). Это связано с нерегулярной структурой сплавов и малым средним свободным путем электронов.

Величина, показывающая относительное увеличение сопротивления при нагревании материала на 1° (или уменьшение при охлаждении на 1°), называется температурным коэффициентом сопротивления.

Если температурный коэффициент задан α, удельное сопротивление при температуре to = 20o – ρ o , то при нагревании материала до температуры t1 его удельное сопротивление p1 = ρ o + αρ o (t1 – to) = ρ o(1 + ( α (t1 – to))

и, соответственно, R1 = Ro (1 + ( α (t1 – to))

Температурный коэффициент a для меди, алюминия и вольфрама составляет 0,004 1/град. Поэтому при нагревании до 100° их сопротивление увеличивается на 40%. Для железа α = 0,006 1/град, для латуни α = 0,002 1/град, для фехтия α = 0,0001 1/град, для нихрома α = 0,0002 1/град, для константана α = 0,00001 1/град, для марганца α = 0,00004 1/град. Углерод и электролиты имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Температурный коэффициент для большинства электролитов составляет около 0,02 1/гр.

Свойство проводников изменять свое сопротивление в зависимости от температуры используется в термометрах сопротивления. Константан, марганец и другие сплавы, имеющие очень низкий температурный коэффициент сопротивления, используются для изготовления шунтов и добавок сопротивления для измерительных приборов.

электрическая печьПример 1. Как изменится сопротивление Ro железной проволоки, если ее нагреть до 520°? Температурный коэффициент a для железа составляет 0,006 1/градус. По формуле R1 = Ro + Ro α (t1 – to) = Ro + Ro 0,006 ( 520 – 20 ) = 4 Ro , т.е. сопротивление железной проволоки увеличится в 4 раза, если ее нагреть до 520°.

Пример 2: Алюминиевые провода при температуре -20° имеют сопротивление 5 Ом. Определите их сопротивление под углом 30°.

R2 = R1 – α R1 (t2 – t1) = 5 + 0,004 x 5 (30 – (-20)) = 6 Ом.

Свойство материалов изменять свое электрическое сопротивление при нагревании или охлаждении используется для измерения температуры. Например, терморезисторы, представляющие собой платиновые или чисто никелевые провода, сплавленные с кварцем, используются для измерения температуры от -200° до +600°. Полупроводниковые терморезисторы с большим отрицательным коэффициентом используются для точных измерений температуры в более узких диапазонах.

термисторыПолупроводниковые терморезисторы, используемые для измерения температуры, называются термисторами.

Термисторы имеют высокий отрицательный температурный коэффициент сопротивления, т.е. их сопротивление уменьшается при нагревании. Термисторы изготавливаются из оксидных (окисленных) полупроводниковых материалов, состоящих из смеси двух или трех оксидов металлов. Наиболее распространенными являются медно-марганцевые и кобальт-марганцевые термисторы. Последние более чувствительны к температуре.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это поможет нашему сайту сильно вырасти!

1) Сопротивление металлов увеличивается с повышением температуры, а проводимость уменьшается.
Причина: при повышении температуры диапазон колебаний атомов в
решетки металлов, которые чаще сталкиваются с электронами и “возмущают” их.
2) Сопротивление полупроводников уменьшается при повышении температуры. Обоснование: Количество свободных электронов и “дырок” в полупроводнике увеличивается с ростом температуры.
3) Диэлектрики ПРАКТИЧЕСКИ не проводят электричество, что означает, что через них протекает ОЧЕНЬ малый ток. С повышением температуры количество свободных зарядов немного увеличивается, и после достижения точки плавления в некоторых диэлектриках сопротивление быстро уменьшается, а проводимость увеличивается. Причина: ионы в кристаллической решетке становятся подвижными. Например, стекло является типичным диэлектриком, но при нагревании до температуры плавления оно проводит электричество.

Почему электропроводность уменьшается у металлов при повышении температуры, но увеличивается у полупроводников?

1) Сопротивление металлов увеличивается с повышением температуры, а проводимость уменьшается.
Причина: с повышением температуры увеличивается диапазон колебаний атомов в решетке металла.
Атомы металлической решетки чаще сталкиваются с электронами и сильнее “разрушают” их.
2) Сопротивление полупроводников уменьшается с повышением температуры. Обоснование: Количество свободных электронов и “дырок” в полупроводнике увеличивается с ростом температуры.
3) Диэлектрики ПРАКТИЧЕСКИ не проводят электричество, что означает, что через них протекает ОЧЕНЬ малый ток. С повышением температуры количество свободных зарядов немного увеличивается; после достижения температуры плавления в некоторых диэлектриках сопротивление постепенно уменьшается, а проводимость увеличивается. Причина: ионы в кристаллической решетке становятся подвижными. Например, стекло обычно является диэлектриком, но при нагревании до температуры плавления оно проводит электричество.

При покупке резистора вас могут спросить: “Какая мощность вам нужна?” или вы можете просто купить резисторы мощностью 0,25 Вт, так как они наиболее популярны. Пока вы работаете с сопротивлением более 220 Ом и ваш источник питания обеспечивает напряжение 9 В или менее, вы можете работать с резисторами мощностью 0,125 Вт или 0,25 Вт. Но если напряжение больше 10 В или значение сопротивления меньше 220 Ом, необходимо рассчитать мощность резистора, иначе он может перегореть и испортить ваше устройство. Чтобы рассчитать необходимую мощность резистора, нужно знать напряжение на резисторе (V) и ток через него (I): P=I*V, где ток измеряется в амперах (A), напряжение – в вольтах (V), а P – рассеиваемая мощность в ваттах (W).

Влияние температуры на удельное сопротивление

Как мы узнали выше, причиной сопротивления в металле являются узлы сети и их изменения. Таким образом, при повышении температуры увеличиваются тепловые колебания спаев, а следовательно, увеличивается и удельное сопротивление. Существует значение, называемое температурный коэффициент сопротивления

(TCR), который показывает, насколько увеличивается или уменьшается удельное сопротивление металла при его нагревании или охлаждении. Например, температурный коэффициент сопротивления меди при температуре 20 градусов Цельсия составляет
4.1
– 10 – 3 1/градус. Это означает, что когда, например, медный провод нагревается на 1 градус Цельсия, его удельное сопротивление увеличивается на
4.1
– 10 – 3 Ом. Удельное сопротивление, обусловленное изменением температуры, можно рассчитать по формуле

где r – удельное сопротивление после нагрева, r 0 – удельное сопротивление до нагрева, a – температурный коэффициент сопротивления, t 2 – температура до нагрева, t 1 – температура после нагрева.

Подставив наши значения, получим: r=0,0175*(1+0,0041*(154-20))=0,0271 Ом*мм 2 /м. Как видите, наш медный стержень длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 мм2 , нагретый до 154°C, будет иметь сопротивление, аналогичное сопротивлению алюминиевого стержня при 20°C.

Свойство сопротивления изменяться с температурой используется в термометрах сопротивления. Эти приборы могут измерять температуру на основе показаний сопротивления. Термометры сопротивления очень точны, но имеют небольшой температурный диапазон.

На практике свойства проводников препятствовать прохождению тока используются очень широко. Примером может служить лампа накаливания, в которой нить, изготовленная из вольфрама, нагревается из-за высокого сопротивления металла, его большой длины и узкого поперечного сечения. Или любое нагревательное устройство, в котором спираль нагревается за счет высокого сопротивления. В электротехнике элемент, основным свойством которого является сопротивление, называется резистором. Резистор используется почти в каждой электрической цепи.

В этой статье мы рассмотрим резистор и то, как он взаимодействует с напряжением и током, протекающим через него. Вы узнаете, как рассчитать резистор с помощью специальных формул. В статье также показано, как специальные резисторы можно использовать в качестве датчиков света и температуры.

Введение в электричество

Начинающий должен уметь представлять себе электричество. Даже если вы поняли, что электричество состоит из электронов, движущихся по проводнику, все равно очень трудно представить себе это наглядно. Поэтому я предлагаю простую аналогию с водопроводной системой, которую каждый может легко представить и понять, не вникая в законы.

Обратите внимание, что электричество похоже на перетекание воды из полного бака (высокое напряжение) в пустой (низкое напряжение). В этой простой аналогии воды с электричеством клапан аналогичен токоограничивающему резистору. Из этой аналогии можно вывести несколько принципов, которые следует запомнить навсегда: – Сколько тока втекает в спай, столько же тока вытекает из него – Чтобы ток протекал, на концах проводника должны быть разные потенциалы. – Количество воды в двух сосудах можно сравнить с зарядкой аккумулятора. Когда уровень воды в разных сосудах станет одинаковым, она перестанет течь, а когда разрядится аккумулятор, между электродами не будет разницы, и ток перестанет течь. – Электрический ток будет увеличиваться по мере уменьшения сопротивления, так же как и скорость потока воды будет увеличиваться по мере уменьшения сопротивления клапана.

Я мог бы написать еще много выводов, основанных на этой простой аналогии, но они описаны в законе Ома ниже.

Резисторы могут использоваться для управления и ограничения тока, поэтому основным параметром резистора является его сопротивление, которое измеряется в ом .

. Не забывайте о мощности резистора, которая измеряется в ваттах (Вт) и показывает, сколько энергии резистор может рассеять без перегрева или перегорания. Также важно помнить, что резисторы используются не только для ограничения тока, они также могут использоваться в качестве делителя напряжения для получения низкого напряжения из более высокого. Некоторые датчики полагаются на то, что сопротивление меняется под воздействием света, температуры или механического воздействия, о чем мы подробно пишем в конце статьи.

Понятно, что эти 3 формулы получены из основной формулы закона Ома, но их необходимо знать, чтобы понять более сложные формулы и схемы. Вы должны уметь понимать и визуализировать значение каждой из этих формул. Например, вторая формула показывает, что увеличение напряжения без изменения сопротивления приведет к увеличению тока. Однако увеличение силы тока не приведет к увеличению напряжения (хотя математически это верно), потому что напряжение – это разность потенциалов, которая создаст электрический ток, а не наоборот (см. аналогию с двумя резервуарами для воды). Уравнение 3 можно использовать для расчета сопротивления токоограничивающего резистора при известных напряжении и токе. Это лишь примеры, показывающие, насколько важен этот принцип. Прочитав статью, вы сами поймете, как их использовать.

Последовательное и параллельное подключение резисторов

Понимание последствий параллельного или последовательного соединения резисторов очень важно и поможет вам понять и упростить схемы, используя эти простые формулы для последовательного и параллельного сопротивления:

В этом примере схемы R1 и R2 соединены параллельно и могут быть заменены одним резистором R3 в соответствии с формулой:

Если 2 резистора соединены параллельно, формулу можно записать следующим образом:

Помимо использования для упрощения схем, эта формула может быть использована для создания номиналов резисторов, которых у вас нет. Обратите внимание, что значение R3 всегда будет меньше, чем двух других эквивалентных резисторов, потому что добавление параллельных резисторов обеспечивает дополнительные пути для электрического тока, уменьшая общее сопротивление цепи.

Последовательно соединенные резисторы можно заменить одним резистором, значение которого будет равно сумме двух, так как эта комбинация обеспечивает дополнительное сопротивление току. Таким образом, эквивалентное сопротивление R3 рассчитывается очень простым способом: R 3 =R 1 +R 2

В Интернете можно найти удобные онлайн-калькуляторы для расчета и комбинирования резисторов.

Токоограничивающий резистор

Самая основная роль токоограничивающих резисторов – контролировать ток, который будет протекать через устройство или проводник. Чтобы понять, как они работают, давайте сначала составим простую схему, в которой лампа напрямую подключена к батарее 9 В. Лампа, как и любое другое устройство, потребляющее электричество для выполнения определенной задачи (например, излучения света), имеет внутреннее сопротивление, определяющее потребляемый ток. Таким образом, отныне любое устройство можно заменить его эквивалентным сопротивлением.

Теперь, когда лампа будет рассматриваться как резистор, мы можем использовать закон Ома для расчета тока, протекающего через нее. Закон Ома гласит, что ток, протекающий через резистор, равен разности напряжений на нем, деленной на сопротивление резистора: I=V/R или более точно: I=(V 1 -V 2)/R, где (V 1 -V 2) – это разница в напряжениях до и после резистора.

Теперь обратите внимание на рисунок выше, где добавлен токоограничивающий резистор. Это ограничит ток, протекающий в трубку, как следует из названия. Вы можете управлять величиной тока, протекающего через лампу, просто выбрав соответствующее значение R1. Большой резистор будет сильно уменьшать ток, а маленький – менее сильно (как в нашей аналогии с водой).

Математически это можно записать следующим образом:

Из формулы следует, что при увеличении значения R1 ток будет уменьшаться. Таким образом, дополнительное сопротивление может быть использовано для ограничения тока. Однако учтите, что это приводит к нагреву резистора, и вам необходимо правильно рассчитать его емкость, о чем мы напишем далее.

Вы можете использовать онлайн-калькулятор для .

Резисторы как делитель напряжения

Как следует из названия, резисторы могут использоваться в качестве делителя напряжения, другими словами, они могут использоваться для уменьшения напряжения путем его деления. Формула:

Если оба резистора имеют одинаковое значение (R 1 =R 2 =R), то формулу можно записать следующим образом:

Другой распространенный тип делителя – когда один резистор подключен к земле (0 В), как показано на рисунке 6B. Заменив Vb на 0 в уравнении 6A, получим:

Анализ узлов

Теперь, когда вы начинаете работать с электронными схемами, важно уметь анализировать их и рассчитывать все необходимые напряжения, токи и сопротивления. Существует множество способов изучения электронных схем, и одним из самых популярных методов является узловой анализ, при котором вы просто применяете набор правил и шаг за шагом вычисляете все необходимые переменные.

Упрощенные правила для анализа узлов

Определение узла

Узел – это любая точка соединения в цепи. Точки, которые соединены друг с другом, без каких-либо других элементов между ними, считаются одним узлом. Таким образом, бесконечное число проводников к одной точке считается одним узлом. Все точки, сгруппированные в одном узле, имеют одинаковое напряжение.

Определение ветви

Ветвь – это набор из 1 или более компонентов, соединенных последовательно, и все компоненты, соединенные последовательно в данной цепи, рассматриваются как одна ветвь.

Все напряжения обычно измеряются относительно земли, напряжение которой всегда равно 0 вольт.

Ток всегда течет от узла с более высоким напряжением к узлу с более низким напряжением.

Напряжение на узле может быть рассчитано по напряжению вблизи узла по формуле: V 1 -V 2 =I 1 *(R 1) Перевод: V 2 =V 1 -(I 1 *R 1) Где V 2 – искомое напряжение, V 1 – известное опорное напряжение, I 1 – ток, протекающий от узла 1 к узлу 2, а R 1 – сопротивление между двумя узлами.

Как и в законе Ома, ток ветви можно определить, если известны напряжения двух соседних узлов и сопротивление: I 1 =(V 1 -V 2)/R 1

Ток, втекающий в узел, равен току, вытекающему из узла, поэтому его можно записать следующим образом: I 1 + I 3 = I 2

Важно, чтобы вы понимали значение этих простых формул. Например, в схеме выше ток течет от V1 к V2, поэтому напряжение на V2 должно быть меньше, чем на V1. Используя правильные правила в нужное время, вы сможете проанализировать схему и понять ее быстро и легко. Этот навык достигается с помощью практики и опыта.

Расчет необходимой мощности резистора

При покупке резистора вас могут спросить: “Какая мощность вам нужна?” или просто дать резисторы мощностью 0,25 Вт, поскольку они наиболее популярны. Пока вы работаете с сопротивлением более 220 Ом и ваш источник питания обеспечивает напряжение 9 В или менее, вы можете работать с резисторами мощностью 0,125 Вт или 0,25 Вт. Но если напряжение больше 10 В или значение сопротивления меньше 220 Ом, необходимо рассчитать мощность резистора, иначе он может перегореть и сломать устройство. Чтобы рассчитать необходимую мощность резистора, нужно знать напряжение на резисторе (V) и ток через него (I): P=I*V, где ток измеряется в амперах (A), напряжение – в вольтах (V), а P – рассеиваемая мощность в ваттах (W).

На рисунке показаны резисторы разной мощности, они обычно отличаются по размеру.

Разнообразие резисторов

Резисторы могут варьироваться от простых переменных резисторов (потенциометров) до тех, которые реагируют на температуру, свет и давление. Некоторые из них будут рассмотрены в этой главе.

Переменный резистор (потенциометр)

На рисунке выше показано схематическое изображение переменного резистора. Его часто называют потенциометром, поскольку он может использоваться как делитель напряжения.

Они различаются по размеру и форме, но все работают одинаково. Выводы справа и слева соответствуют фиксированной точке (например, Va и Vb на рисунке выше слева), а средний вывод является подвижной частью потенциометра и также используется для изменения соотношения сопротивлений на левом и правом выводах. Таким образом, потенциометр относится к делителю напряжения, с помощью которого можно установить любое напряжение между Va и Vb. В качестве альтернативы переменный резистор можно использовать как токоограничивающий резистор, соединив контакты Vout и Vb, как показано на схеме выше (справа). Представьте, что ток будет протекать через резистор от левого вывода к правому, пока не достигнет подвижной части и не потечет через нее, а к другой части потечет очень маленький ток. Поэтому вы можете использовать потенциометр для регулирования тока любого электронного компонента, например, лампы.

LDR (светочувствительные резисторы) и термисторы

Существует множество резисторных датчиков, реагирующих на свет, температуру или давление. Большинство из них включены как часть делителя напряжения, которое изменяется при изменении сопротивления резисторов под воздействием внешних факторов.

Фоторезистор (LDR)

Как видно на рисунке 11A, фоторезисторы различаются по размеру, но все они являются резисторами, сопротивление которых уменьшается под воздействием света и увеличивается в темноте. К сожалению, фоторезисторы довольно медленно реагируют на изменение интенсивности света и имеют довольно низкую точность, но они очень просты в использовании и популярны. Как правило, сопротивление фоторезисторов может варьироваться от 50 Ом при солнечном свете до более 10 М Ом в полной темноте.

Как мы уже обсуждали, изменение сопротивления вызывает изменение напряжения на делителе. Выходное напряжение можно рассчитать по формуле:

Если предположить, что сопротивление LDR изменяется от 10 мегаом до 50 Ом, то напряжение V out будет варьироваться от 0,005 В до 4,975 В соответственно.

Термистор похож на фоторезистор, но термисторы имеют гораздо больше типов, чем фоторезисторы. Например, термистор может быть термистором с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), сопротивление которого уменьшается при повышении температуры, или термистором с положительным температурным коэффициентом (PTC), сопротивление которого увеличивается при повышении температуры. Сегодня термисторы очень быстро и точно реагируют на изменение параметров среды.

Чтобы узнать номинал резистора с помощью цветового кода, вы можете прочитать .

Каждый носитель имеет свою специфическую стойкость. А сопротивление зависит от температуры проводника. Давайте проверим это, проведя следующий эксперимент.

Пропустите ток через стальную катушку. Подключите амперметр последовательно с катушкой. Он покажет определенное значение. Теперь нагрейте катушку в пламени газовой горелки. Значение тока, показываемое амперметром, уменьшится. Это означает, что ток зависит от температуры проводника.

Интересно, что существует формула для неоднородного изотропного материала. Для этого необходимо знать напряженность электрического поля вместе с плотностью электрического тока. Чтобы найти его, разделите первое значение на второе. В этом случае мы получаем не константу, а скалярную величину.

Значение удельного сопротивления

Удельное сопротивление различно для каждого материала. Диэлектрики имеют высокое удельное сопротивление, практически непроницаемы для электрического тока и используются для формирования изолирующих слоев. Металлы являются хорошими проводниками, но они также различаются по количеству заряженных частиц (электронов, а в полупроводниках это могут быть “дырки”, или свободные положительно заряженные радикалы). Например, удельное сопротивление стали составляет 0,013 Ω x квадрат. Диаметр проводника составляет 0,016 мм/м, диаметр серебра – 0,016, а диаметр свинца достигает 0,2. Используя это славное справочное значение, легко рассчитать, какой диаметр должен иметь проводник, чтобы иметь требуемое сопротивление для данной длины. И наоборот, измерив омметром участок длиной 1000 мм и зная площадь поперечного сечения, можно определить, из какого металла сделан объект.

Изменение удельного сопротивления проводника приводит к изменению самого сопротивления, как показывает следующее выражение:

Низколегированные стали

Низколегированные стали оказывают несколько большее сопротивление прохождению электрического тока, чем углеродистые стали. Их удельное электрическое сопротивление составляет (20-43)-10-8 Ом-м при комнатной температуре.

Следует отметить, что наименее электропроводящими марками стали этого типа являются 18Cr2H4VA и 50Cr2G. Однако при высоких температурах электропроводность сталей, приведенных в таблице, существенно не меняется.

Удельное электрическое сопротивление низколегированных сталей ρэ-10 8 , Ом-м

А. Время свободного пробега заряженных частиц уменьшается.

Почему удельное сопротивление металла уменьшается при охлаждении?

Удельное сопротивление металлов при нагревании увеличивается в результате того, что скорость атомов в материале проводника возрастает с увеличением температуры. Удельное сопротивление электролитов и углерода, наоборот, уменьшается после нагревания, поскольку в этих материалах, помимо увеличения скорости движения атомов и молекул, увеличивается количество свободных электронов и ионов на единицу объема.

Некоторые сплавы, удельное сопротивление которых выше, чем у составляющих их металлов, почти не изменяют своего удельного сопротивления при нагревании (константан, марганец и т.д.). Это связано с нерегулярной структурой сплавов и коротким средним свободным путем электронов.

Величина, показывающая относительное увеличение сопротивления при нагревании материала на 1° (или уменьшение при охлаждении на 1°), называется температурным коэффициентом сопротивления.

Если температурный коэффициент задан α, удельное сопротивление при температуре to = 20o – ρ o , то при нагревании материала до температуры t1 его удельное сопротивление p1 = ρ o + αρ o (t1 – to) = ρ o(1 + ( α (t1 – to))

и, соответственно, R1 = Ro (1 + ( α (t1 – to))

Температурный коэффициент a для меди, алюминия и вольфрама составляет 0,004 1/град. Поэтому при нагревании до 100° их сопротивление увеличивается на 40%. Для железа α = 0,006 1/гр, для латуни α = 0,002 1/гр, для фехтия α = 0,0001 1/гр, для нихрома α = 0,0002 1/гр, для константана α = 0,00001 1/гр, для марганца α = 0,00004 1/гр. Углерод и электролиты имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Температурный коэффициент для большинства электролитов составляет около 0,02 1/градус.

Свойство проводников изменять свое сопротивление в зависимости от температуры используется в термометрах сопротивления. Константан, марганец и другие сплавы, имеющие очень маленький температурный коэффициент сопротивления, используются для изготовления шунтов и резисторов для измерительных приборов.

Пример 1. Как изменится сопротивление Ro железной проволоки, если ее нагреть до 520°? Температурный коэффициент a для железа составляет 0,006 1/градус. По формуле R1 = Ro + Ro α (t1 – to) = Ro + Ro 0,006 ( 520 – 20 ) = 4 Ro , т.е. сопротивление железной проволоки увеличится в 4 раза, если ее нагреть до 520°.

Пример 2. Алюминиевые провода при температуре -20° имеют сопротивление 5 Ом. Их сопротивление должно определяться при 30°.

R2 = R1 – α R1 (t2 – t1) = 5 + 0 , 004 x 5 (30 – (-20)) = 6 Ом.

Свойство материалов изменять свое электрическое сопротивление при нагревании или охлаждении используется для измерения температуры. Например, для измерения температуры в диапазоне от -200 до +600° используются платиновые или чисто никелевые проволоки, сплавленные с кварцем. Полупроводниковые термисторы с большим отрицательным коэффициентом используются для точных измерений температуры в более узких диапазонах.

Полупроводниковые терморезисторы, используемые для измерения температуры, называются термисторами.

Термисторы имеют высокий отрицательный температурный коэффициент сопротивления, т.е. их сопротивление уменьшается при нагревании. Термисторы изготавливаются из оксидных (окисленных) полупроводниковых материалов, состоящих из смеси двух или трех оксидов металлов. Наиболее распространенными являются медно-марганцевые и кобальт-марганцевые термисторы. Последние более чувствительны к температуре.

Тема: Как вы объясните увеличение сопротивления металлов при нагревании?

Как объяснить увеличение сопротивления металлов при нагревании?

Консультант Модераторы

Re: Как объяснить увеличение сопротивления металлов при нагревании?

Удельное сопротивление металлов при нагревании увеличивается в результате того, что скорость атомов в материале проводника возрастает с увеличением температуры.

Некоторые сплавы, удельное сопротивление которых выше, чем у составляющих их металлов, практически не изменяют удельное сопротивление при нагревании (константан, манганин и др.). Это связано с нерегулярной структурой сплавов и малым средним свободным путем электронов.

Оставляя отзывы о работе техника в социальных сетях, вы способствуете тому, чтобы наша работа становилась еще лучше.

В. 3.2∙10-19 Кл. Д. 1.6∙10-19 Кл. Д. Среди ответов A-G нет правильного ответа.

17. Какое действие тока наблюдается при прохождении через сверхпроводник?

A. Тепловые и химические. B. Тепловые и магнитные. C. Только магнитные.

Г. Химические и магнитные. D. Термические, химические и магнитные.

Какие молекулы вырабатывают электричество в вакууме? Выберите правильное утверждение.

А. Электроны и ионы обоих знаков. B. Электроны и положительные ионы.

В. Электроны и отрицательные ионы. D. Ионы обоих знаков.

Д. Только электроны.

Почему сопротивление металла уменьшается при охлаждении? Выберите правильное утверждение.

А. Скорость электронов уменьшается. B. Количество свободных зарядов уменьшается.

В. Интенсивность колебательного движения заряженных частиц уменьшается.

Г. Межатомные расстояния меняются. D. На вопросы A-G нет правильного ответа.

3.Какой график показывает вольт-амперные характеристики металла при R=const?

4. Какой график показывает зависимость от (T) для полупроводника?

5. Полупроводник обладает электронной и дырочной проводимостью в равной степени. Какие примеси присутствуют?

А. Имеется равная концентрация донорных и акцепторных примесей. B. Примеси отсутствуют. C. Акцептор. D. Донор.

Д. Среди ответов A-G нет правильного ответа.

6.Почему донорная примесь не влияет на количество дырок в полупроводнике?

А. При введении примеси число электронов уменьшается, а число дырок увеличивается.

Б. При введении примесей количество электронов увеличивается, а количество дырок уменьшается.

В. Каждый атом примеси дает отверстие. D. Каждый атом примеси отдает электрон.

Д. Для A-G нет правильного ответа.

Какой элемент следует внести в качестве примеси в Ge, чтобы сделать его электропроводящим?

А. Элемент с валентностью, равной валентности Ge.

Б. Элемент с более низкой валентностью. C. Элемент с более высокой валентностью.

Г. Любой металл. D. Любой неметаллический.

8. почему ток, протекающий в полупроводниковом диоде в обратном направлении, пренебрежимо мал?

А. Направление движения электрона противоположно направлению тока.

Б. Число основных носителей заряда уменьшается.

В. Приконтактная область обогащается основными носителями заряда.

Г. Приконтактная область лишена основных носителей заряда.

Д. Для букв от A до G нет правильного ответа.

9 Какое устройство используется для усиления тока?

А. Генератор. B. Лампа накаливания. C. Резистор.

Г. Полупроводниковый диод. Д. Транзистор.

10. Как обозначается вакуумный диод на схеме?

А.

Б.

В.

Г.

Д.

11.На какой диаграмме показан BAC для газового разряда?

12.Как электроны высвобождаются из катода в электронно-лучевой трубке?

А. Ударной ионизацией. B. Путем электролиза.

В. Действием поля между анодом и катодом. D. С помощью термоэлектронной эмиссии. E. Путем бомбардировки катода положительными ионами.

13 Что из нижеперечисленного не показывает зависимость тока от полярности приложенного напряжения?

А. Транзистор. B. Полупроводниковый диод. В. Вакуумный диод.

Г. Электронная трубка. E. На вопросы A-G нет правильного ответа.

14. Сколько молекул водорода выделится при пропускании тока силой 100 мА через раствор HCl в течение 16 с?

А. 1.6∙1019. Б. 5∙1019. В. 1019. Г. 5∙1021. Д. 1022.

15. какова роль сетки в вакуумном триоде?

А. Он блокирует трубку. B. Ускоряет движение заряженных частиц.

В. Отделяет самые быстрые электроны от потока электронов.

Г. Управляет потоком электронов. E. Замедляет движение заряженных частиц.

16. каково абсолютное минимальное количество электричества, которое ток может пропустить через металл?

А. 1.6∙10-19 Кл. Б. 3.2∙10-19 Кл. C. Любая минимально возможная сумма.

Г. Зависит от времени протекания тока. E. Для A-G нет правильного ответа.

17. Какое действие тока наблюдается при прохождении через раствор электролита?

А. Только магнитные. B. Термические и химические. C. Тепловые и магнитные.

Г. Химические и магнитные. D. Термические, химические и магнитные.

Какие молекулы создают ток в электролитах? Выберите правильное утверждение.

А. Электроны и ионы обоих знаков. B. Ионы обоих знаков.

В. Электроны и отрицательные ионы. D. Электроны и положительные ионы.

Д. Только электроны.

Почему сопротивление полупроводника увеличивается при охлаждении? Выберите правильное утверждение.

А. Время свободного пробега заряженных частиц уменьшается.

Б. Количество свободных зарядов уменьшается.

В. Интенсивность колебательного движения заряженных частиц уменьшается.

Г. Межатомные расстояния меняются. E. На вопросы A-G нет правильного ответа.

3. Какой график показывает вольт-амперные характеристики металла при R≠const?

4. Какой график показывает связь с (T) для металла, переходящего в сверхпроводящее состояние?

5. Полупроводник имеет преимущество в электронной проводимости. Какие примеси присутствуют?

А. Существует равная концентрация донорных и акцепторных примесей. B. Примеси отсутствуют. C. Донор. D. Акцептор. E. Среди ответов A-G нет правильного ответа.

6. почему акцепторная примесь не влияет на количество электронов?

А. При введении примеси число электронов увеличивается, а число дырок уменьшается.

Б. Количество электронов уменьшается, а количество дырок увеличивается.

В. Каждый атом примеси отдает электрон. D. Каждый атом примеси отдает отверстие.

Д. Для A-G нет правильного ответа.

Какой элемент следует использовать в качестве примеси в Si, чтобы придать ему преимущество по дырочной проводимости?

А. Элемент с валентностью, равной валентности Si. B. Элемент с более высокой валентностью.

В. Элемент с более низкой валентностью. D. D. Любой металл. D. Любой неметаллический.

8. почему важен ток проводимости в полупроводниковом диоде?

А. Число основных носителей заряда уменьшается.

Б. Направление движения электрона противоположно направлению движения тока.

В. Область вблизи контакта обогащается основными носителями заряда.

Г. Приконтактная область лишена основных носителей заряда.

Д. Для букв от A до G нет правильного ответа.

9.Какое устройство используется для выпрямления переменного тока?

А. Генератор. B. Лампа накаливания. C. резистор. Д. Транзистор. D. Диод.

10. Как обозначается вакуумный триод в электрической схеме?

А.

Б.

В.

Г.

Д.

11.На какой схеме показан ВАХ полупроводникового диода?

12. как электроны высвобождаются из катода в разрядной трубке?

А. Действием поля между анодом и катодом. B. Путем электролиза.

В. Путем бомбардировки катода положительными ионами.

Г. Путем термоионной эмиссии электронов. D. Путем коллизионной ионизации.

13. Что из перечисленного ниже показывает зависимость тока от полярности приложенного напряжения?

А. транзистор. B. Полупроводниковый диод. В. Вакуумный триод. D. В. Электронная трубка. D. На вопросы A-G нет правильного ответа.

14. Сколько молекул хлора выделится при пропускании тока силой 100 мА через раствор HCl в течение 16 с?

А. 1.6∙1019. Б. 5∙1019. В. 1019. Г. 5∙1021. Д. 1022.

15. Чистая вода является диэлектриком. Почему водный раствор NaCl является проводником?

А. Когда соль растворяется, вода нагревается и ионизируется.

Б. Когда молекулы воды взаимодействуют с солью, они распадаются на ионы водорода и кислорода.

В. В растворе электроны отрываются от молекулы NaCl и несут заряд.

Г. Когда соль растворяется, молекулы NaCl несут заряд.

Д. Соль в воде диссоциирует на ионы Na+ и Cl-.

16. Каково абсолютное минимальное количество электроэнергии, которое может передать газ?

А. 1.6∙10-19 Кл. Б. 3.2∙10-19 Кл. В. Все, как бы мало это ни было.

Г. Зависит от времени протекания тока. E. Для A-G нет правильного ответа.

Читайте далее:
Сохранить статью?