Eine der Eigenschaften jedes elektrisch leitenden Materials ist die Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur. Wird es als Grafik dargestellt, in der die Zeitintervalle (t) auf der horizontalen Achse und der Wert des ohmschen Widerstands (R) auf der vertikalen Achse markiert sind, erhalten wir eine gestrichelte Linie. Die Abhängigkeit des Widerstandes von der Temperatur besteht schematisch aus drei Abschnitten. Die erste entspricht einer leichten Hitze - zu diesem Zeitpunkt ändert sich der Widerstand nur sehr wenig. Dies geschieht bis zu einem bestimmten Punkt, nach dem die Linie in der Grafik stark ansteigt - dies ist der zweite Abschnitt. Die dritte, letzte Komponente ist eine gerade Linie, die von dem Punkt, an dem das Wachstum R aufgehört hat, in einem relativ kleinen Winkel zur horizontalen Achse nach oben verläuft.

Die physikalische Bedeutung dieses Diagramms ist wie folgt: Die Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur des Leiters wird so einfach beschrieben, solange der Heizwert eine bestimmte Wertekennlinie dieses Materials nicht überschreitet. Lassen Sie uns ein abstraktes Beispiel geben: Wenn bei einer Temperatur von + 10 ° C der Widerstand eines Stoffes 10 Ohm beträgt, ändert sich der Wert von R bis zu 40 ° C praktisch nicht und bleibt innerhalb der Grenzen des Messfehlers. Aber schon bei 41 ° C gibt es einen Widerstandsanstieg auf 70 Ohm. Wenn der weitere Temperaturanstieg nicht aufhört, gibt es für jeden weiteren Grad zusätzliche 5 Ohm.

Diese Eigenschaft ist bei verschiedenen elektrischen Geräten weit verbreitet, so dass es selbstverständlich ist, Daten zu Kupfer als einem der häufigsten Werkstoffe in So anzugeben, denn eine Kupferleitererwärmung für jeden weiteren Grad führt zu einer Erhöhung des Widerstands um ein halbes Prozent ab einem bestimmten Wert (siehe Referenztabellen, für die angegeben ist) 20 ° C, 1 m Länge mit einem Querschnitt von 1 m²).

Wenn ein metallischer Leiter erscheint, erscheint ein elektrischer Strom - gerichtete Bewegung von Elementarteilchen mit einer Ladung. Die in den Metallknoten befindlichen Ionen sind nicht in der Lage, Elektronen für lange Zeit in ihren äußeren Bahnen zu halten, so dass sie sich frei von einem Knoten zum anderen bewegen können. Diese chaotische Bewegung beruht auf äußerer Energie - Wärme.

Obwohl die Tatsache der Bewegung offensichtlich ist, ist sie nicht gerichtet, daher wird sie nicht als Strom betrachtet. Wenn ein elektrisches Feld auftritt, werden die Elektronen entsprechend ihrer Konfiguration ausgerichtet und bilden eine Richtungsbewegung. Da der thermische Effekt jedoch nirgendwo verschwunden ist, kollidieren die sich zufällig bewegenden Teilchen mit Richtungsfeldern. Die Abhängigkeit des Widerstandes von Metallen von der Temperatur zeigt die Stärke der Störung des Stromflusses. Je höher die Temperatur, desto höher das R des Leiters.

Die naheliegende Schlussfolgerung: Wenn Sie den Grad der Erwärmung verringern, können Sie den Widerstand verringern. (ca. 20 ° K) ist genau gekennzeichnet durch eine signifikante Abnahme der thermischen chaotischen Bewegung von Partikeln in der Struktur eines Stoffes.

Die in Betracht gezogene Eigenschaft leitfähiger Materialien hat in der Elektrotechnik breite Anwendung gefunden. Beispielsweise wird bei elektronischen Sensoren die Abhängigkeit des Leiterwiderstandes von der Temperatur ausgenutzt. Da Sie den Wert für jedes Material kennen, können Sie einen Thermistor herstellen, ihn an ein digitales oder analoges Lesegerät anschließen, die entsprechende Skalenteilung vornehmen und alternativ verwenden.

Die Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur ermöglicht es außerdem, die Erwärmung der Wicklungen von Elektromotoren zu berechnen.

Es gibt verschiedene Bedingungen, unter denen Ladungsträger bestimmte Materialien passieren. Und der direkte Einfluss auf die Ladung eines elektrischen Stroms ist der Widerstand, der von der Umgebung abhängt. Zu den Faktoren, die den Stromfluss verändern, gehört die Temperatur. In diesem Artikel betrachten wir die Abhängigkeit des Leiterwiderstandes von der Temperatur.

Metalle

Wie beeinflusst die Temperatur Metalle? Um diese Abhängigkeit festzustellen, wurde folgendes Experiment durchgeführt: Eine Batterie, ein Amperemeter, ein Draht und eine Taschenlampe werden mit Hilfe von Drähten miteinander verbunden. Dann ist es notwendig, den Strommesswert in der Schaltung zu messen. Nachdem Sie die Messwerte gemessen haben, bringen Sie den Brenner an den Draht und erhitzen Sie ihn. Beim Heizdraht ist zu erkennen, dass der Widerstand zunimmt und die Leitfähigkeit des Metalls abnimmt.

1. Metalldraht
2. Batterie
3. Amperemeter

Die Abhängigkeit wird durch die folgenden Formeln angezeigt und begründet:

Aus diesen Formeln folgt, dass R des Leiters durch die Formel bestimmt wird:

Ein Beispiel für die Abhängigkeit des Widerstandes von Metallen von der Temperatur zeigt das Video:

Sie müssen auch auf Eigenschaften wie Supraleitung achten. Wenn die Umgebungsbedingungen normal sind, verringern die Leiter durch Abkühlen ihren Widerstand. Die folgende Grafik zeigt, wie Temperatur und spezifischer Widerstand von Quecksilber abhängen.

Supraleitung ist ein Phänomen, das auftritt, wenn das Material die kritische Temperatur erreicht (Kelvin ist näher an Null), bei der der Widerstand stark auf Null abfällt.

Gase

Gase spielen die Rolle des Dielektrikums und können keinen elektrischen Strom leiten. Und damit es entsteht, braucht es Ladungsträger. Ihre Rolle spielen Ionen, und sie entstehen durch den Einfluss äußerer Faktoren.

Die Abhängigkeit kann an einem Beispiel gesehen werden. Für das Experiment wird derselbe Aufbau wie im vorherigen Experiment verwendet, nur die Leiter werden durch Metallplatten ersetzt. Es muss ein kleiner Abstand zwischen ihnen sein. Das Amperemeter sollte keinen Strom anzeigen. Wenn der Brenner zwischen die Platten gestellt wird, zeigt das Gerät den Strom an, der durch das Gasmedium fließt.

Nachfolgend ist eine graphische Darstellung der Strom-Spannungs-Kennlinien der Gasentladung dargestellt, wobei erkennbar ist, dass die Zunahme der Ionisation im Anfangsstadium zunimmt, die Abhängigkeit des Stroms von der Spannung unverändert bleibt (dh, wenn die Spannung zunimmt, bleibt der Strom gleich) und eine starke Zunahme des Stroms, die zum Durchbruch der dielektrischen Schicht führt .

Beachten Sie die Leitfähigkeit von Gasen in der Praxis. Der Durchgang von elektrischem Strom in Gasen wird in Leuchtstofflampen und Lampen verwendet. In diesem Fall sind die Kathode und die Anode zwei Elektroden in einem Kolben angeordnet, in dem sich ein Inertgas befindet. Wie hängt ein solches Phänomen vom Gas ab? Wenn die Lampe einschaltet, werden die beiden Filamente erhitzt und es entsteht eine thermoelektronische Emission. Das Innere des Kolbens ist mit Phosphor bedeckt, der das Licht aussendet, das wir sehen. Wie hängt Quecksilber von Phosphor ab? Quecksilberdämpfe bilden, wenn Elektronen sie bombardieren, Infrarotstrahlung, die ihrerseits Licht emittiert.

Wenn Sie eine Spannung zwischen der Kathode und der Anode anlegen, liegt eine Leitfähigkeit der Gase vor.

Flüssigkeiten

Stromleiter in einer Flüssigkeit sind Anionen und Kationen, die sich aufgrund eines elektrischen äußeren Feldes bewegen. Elektronen liefern eine geringe Leitfähigkeit. Berücksichtigen Sie die Abhängigkeit des Widerstandes von der Temperatur in Flüssigkeiten.

1. Elektrolyt
2. Batterie
3. Amperemeter

Die Abhängigkeit der Wirkung von Elektrolyten von der Erwärmung wird durch die Formel vorgegeben:

Wobei a ein negativer Temperaturkoeffizient ist.

Wie R von der Erwärmung (t) abhängt, zeigt die folgende Grafik:

Eine solche Beziehung sollte beim Laden von Batterien und Akkus berücksichtigt werden.

Halbleiter

Und wie hängt der Widerstand von der Erwärmung in Halbleitern ab? Lassen Sie uns zunächst über Thermistoren sprechen. Dies sind Geräte, die unter Wärmeeinfluss ihren elektrischen Widerstand ändern. Dieser Halbleitertemperatur-Widerstandsbeiwert (TKS) ist viel höher als bei Metallen. Sowohl positive als auch negative Leiter haben bestimmte Eigenschaften.

Wobei: 1 TKS kleiner als Null ist; 2 - TKS ist größer als Null.

Damit Leiter wie Thermistoren arbeiten können, müssen sie einen beliebigen Punkt der I - V-Kennlinie zugrunde legen:

• wenn die Elementtemperatur unter Null liegt, werden diese Leiter als Relais verwendet.
• verwenden Sie den linearen Abschnitt, um den sich ändernden Strom sowie die Temperatur und Spannung zu steuern.

Thermistoren werden zum Prüfen und Messen elektromagnetischer Strahlung verwendet, die bei ultrahohen Frequenzen durchgeführt wird. Aus diesem Grund werden diese Leiter in Systemen wie Feuermeldern, Hitzeprüfungen und der Kontrolle der Verwendung von Schüttgütern und Flüssigkeiten verwendet. Diese Thermistoren, bei denen TKS kleiner als Null ist, werden in Kühlsystemen verwendet.

Nun zu den Thermoelementen. Wie wirkt sich das Seebeck auf Thermoelemente aus? Die Abhängigkeit besteht darin, dass solche Leiter auf der Basis dieses Phänomens funktionieren. Wenn die Temperatur der Verbindungsstelle beim Erhitzen ansteigt, erscheint eine EMK an der Verbindungsstelle des geschlossenen Stromkreises. So manifestiert sich ihre Abhängigkeit und Wärmeenergie wird in Strom umgewandelt. Um den Prozess vollständig zu verstehen, empfehle ich, unsere Anweisungen zu lesen

Viele Metalle, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium, Silber, haben die Eigenschaft, elektrischen Strom aufgrund der Anwesenheit freier Elektronen in ihrer Struktur zu leiten. Metalle haben auch einen gewissen Widerstand gegen Strom und jeder hat seinen eigenen. Der Widerstand eines Metalls hängt stark von seiner Temperatur ab.

Sie können verstehen, wie der Metallwiderstand von der Temperatur abhängt, wenn Sie die Temperatur des Leiters beispielsweise im Bereich von 0 bis t2 ° C erhöhen. Mit steigender Leitertemperatur steigt auch der Widerstand. Darüber hinaus ist diese Abhängigkeit nahezu linear.

Aus physikalischer Sicht lässt sich eine Widerstandszunahme mit zunehmender Temperatur durch eine Zunahme der Schwingungsamplitude von Gitterstellen erklären, was wiederum den Durchtritt von Elektronen erschwert, dh den Widerstand gegen elektrischen Strom erhöht.

Wenn Sie sich die Grafik ansehen, können Sie feststellen, dass das Metall bei t1 einen viel geringeren Widerstand aufweist als zum Beispiel bei t2. Mit einem weiteren Temperaturabfall können Sie an den Punkt t0 gelangen, an dem der Leiterwiderstand nahezu Null ist. Natürlich kann sein Widerstand nicht Null sein, sondern neigt nur zu ihm. Zu diesem Zeitpunkt wird der Leiter ein Supraleiter. Supraleiter werden in starken Magneten als Wicklung eingesetzt. In der Praxis liegt dieser Punkt viel weiter im Bereich des absoluten Nullpunkts, und es ist unmöglich, ihn gemäß diesem Zeitplan zu bestimmen.

Für dieses Diagramm können Sie die Gleichung schreiben

Mit dieser Gleichung können Sie den Widerstand des Leiters bei jeder Temperatur ermitteln. Hier benötigen wir den Punkt t0, der früher im Diagramm erhalten wurde. Wenn wir die Temperatur an diesem Punkt für ein bestimmtes Material und die Temperatur t1 und t2 kennen, können wir Widerstand finden.

Die Änderung des Widerstands mit der Temperatur wird in jeder elektrischen Maschine verwendet, bei der ein direkter Zugang zur Wicklung nicht möglich ist. Beispielsweise ist es bei einem Asynchronmotor ausreichend, den Statorwiderstand zum anfänglichen Zeitpunkt und zu dem Zeitpunkt zu kennen, zu dem der Motor läuft. Durch einfache Berechnungen ist es möglich, die Temperatur des Motors zu bestimmen, was in der Produktion automatisch erfolgt.

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Welche physikalische Größe heißt Widerstand
Wovon und wie hängt der Widerstand des metallischen Leiters ab?

Verschiedene Substanzen haben unterschiedliche Widerstände. Hängt der Widerstand vom Zustand des Leiters ab? von seiner Temperatur? Die Antwort muss Erfahrung geben.

Wenn Sie den Strom von der Batterie durch eine Stahlspule leiten und dann beginnen, ihn in der Flamme des Brenners zu erhitzen, zeigt das Amperemeter eine Abnahme des Stroms an. Dies bedeutet, dass sich der Widerstand des Leiters ändert, wenn sich die Temperatur ändert.

Wenn bei einer Temperatur von 0 ° C der Widerstand des Leiters gleich R 0 ist und bei der Temperatur t gleich R, dann ist die relative Widerstandsänderung, wie die Erfahrung zeigt, direkt proportional zur Temperaturänderung t:

Der Proportionalitätskoeffizient α wird als Temperaturwiderstandskoeffizient bezeichnet.

Temperaturkoeffizient des Widerstands  - der Wert, der dem Verhältnis der relativen Änderung des Widerstands des Leiters zur Änderung seiner Temperatur entspricht.

Sie kennzeichnet die Abhängigkeit der Beständigkeit eines Stoffes von der Temperatur.

Der Widerstandstemperaturkoeffizient ist numerisch gleich der relativen Widerstandsänderung des Leiters bei Erwärmung um 1 K (um 1 ° C).

Für alle metallischen Leiter ist der Koeffizient α\u003e 0 und variiert geringfügig mit der Temperatur. Wenn das Temperaturänderungsintervall klein ist, kann der Temperaturkoeffizient als konstant und gleich seinem Durchschnittswert in diesem Temperaturbereich angesehen werden. Reine Metalle

In Elektrolytlösungen nimmt der Widerstand mit steigender Temperatur nicht zu, sondern ab. Für sie ist α< 0. Например, для 10%-ного раствора поваренной соли α = -0,02 К -1 .

Wenn der Leiter erwärmt wird, ändern sich seine geometrischen Abmessungen geringfügig. Der Leiterwiderstand variiert hauptsächlich aufgrund von Änderungen des spezifischen Widerstands. Die Abhängigkeit dieses spezifischen Widerstands von der Temperatur können Sie in der Formel (16.1) finden, um die Werte zu ersetzen Die Berechnungen führen zu folgendem Ergebnis:

ρ = ρ 0 (1 + αt) oder ρ = ρ 0 (1 + αΔТ), (16.2)

dabei ist ΔT die Änderung der absoluten Temperatur.

Da sich a nur geringfügig von der Leitertemperatur unterscheidet, kann davon ausgegangen werden, dass der spezifische Widerstand des Leiters linear von der Temperatur abhängt (Abb. 16.2).

Die Widerstandszunahme lässt sich damit erklären, dass mit zunehmender Temperatur die Amplitude der Ionenschwingungen in den Knoten des Kristallgitters zunimmt, so dass freie Elektronen häufiger mit ihnen kollidieren und die Bewegungsrichtung verlieren. Obwohl der Koeffizient a eher klein ist, ist es unbedingt erforderlich, die Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur bei der Berechnung der Parameter von Heizgeräten zu berücksichtigen. Somit erhöht sich der Widerstand eines Wolframfilaments einer Glühlampe, wenn Strom aufgrund der Erwärmung um mehr als das Zehnfache durch es fließt.

In einigen Legierungen, zum Beispiel in einer Kupfer-Nickel-Legierung (Constantin), ist der Temperaturkoeffizient des Widerstands sehr klein: α ≤ 10 -5 K -1; Der Konstantwiderstand ist groß: ρ ≤ 10 –6 Ω m. Solche Legierungen werden verwendet, um Referenzwiderstände und zusätzliche Widerstände für Messinstrumente herzustellen, d.

Es gibt auch solche Metalle, beispielsweise Nickel, Zinn, Platin usw., deren Temperaturkoeffizient viel höher ist: α ≤ 10 -3 K -1. Die Abhängigkeit ihres Widerstandes von der Temperatur kann verwendet werden, um die Temperatur selbst zu messen, die in durchgeführt wird widerstandsthermometer.

Geräte, die auf Temperatur basieren, basieren auf Geräten aus Halbleitermaterialien. thermistoren. Sie zeichnen sich durch einen großen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (zehnmal höher als der von Metallen), die Stabilität der Eigenschaften über die Zeit aus. Der Nennwiderstand von Thermistoren ist deutlich höher als der von metallischen Widerstandsthermometern und beträgt üblicherweise 1, 2, 5, 10, 15 und 30 kΩ.

In der Regel wird Platindraht als Hauptarbeitselement eines Widerstandsthermometers verwendet, dessen Temperaturabhängigkeit bekannt ist. Temperaturänderungen werden durch Änderungen des Widerstandes des Drahtes beurteilt, die gemessen werden können Solche Thermometer können sehr niedrige und sehr hohe Temperaturen messen, wenn gewöhnliche Flüssigkeitsthermometer ungeeignet sind.

Supraleitung

Der Widerstand von Metallen nimmt mit abnehmender Temperatur ab. Was passiert, wenn die Temperatur gegen Null geht?

Der niederländische Physiker X. Kamerlingh Onnes entdeckte 1911 ein bemerkenswertes Phänomen: supraleitung. Beim Abkühlen von Quecksilber in flüssigem Helium ändert sich sein Widerstand zunächst allmählich und fällt dann bei einer Temperatur von 4,1 K sehr stark auf Null ab (Abb. 16.3).

Das Phänomen, dass der Leiterwiderstand bei einer kritischen Temperatur auf Null abfällt, wird genannt supraleitung.

Die Entdeckung von Kamerlingh Onnes, für den er 1913 den Nobelpreis erhielt, führte zur Untersuchung der Eigenschaften von Substanzen bei niedrigen Temperaturen. Später wurden viele andere Supraleiter entdeckt.

Die Supraleitung vieler Metalle und Legierungen wird bei sehr niedrigen Temperaturen beobachtet - beginnend bei etwa 25 K. Die Referenztabellen geben die Übergangstemperaturen zum supraleitenden Zustand bestimmter Substanzen an.

Die Temperatur, bei der ein Stoff in einen supraleitenden Zustand übergeht, wird als bezeichnet kritische Temperatur.

Die kritische Temperatur hängt nicht nur von der chemischen Zusammensetzung der Substanz ab, sondern auch von der Struktur des Kristalls. Zum Beispiel hat graues Zinn eine Diamantstruktur mit einem kubischen Kristallgitter und ist ein Halbleiter, und weißes Zinn hat eine tetragonale Einheitszelle und ist ein silberweißes, weiches, duktiles Metall, das bei einer Temperatur von 3,72 K in einen supraleitenden Zustand übergehen kann.

Für Substanzen im supraleitenden Zustand wurden scharfe Anomalien der magnetischen, thermischen und einer Reihe anderer Eigenschaften festgestellt, so dass es korrekter ist, nicht vom supraleitenden Zustand zu sprechen, sondern vom speziellen Zustand einer Substanz, der bei niedrigen Temperaturen beobachtet wird.

Wenn in dem supraleitenden Ringleiter ein Strom erzeugt wird und dann die Stromquelle entfernt wird, ändert sich die Stärke dieses Stroms nicht auf unbestimmte Zeit. In dem üblichen (nicht supraleitenden) Leiter wird der elektrische Strom in diesem Fall beendet.

Supraleiter sind weit verbreitet. Sie bauen also leistungsstarke Elektromagnete mit einer supraleitenden Wicklung, die über lange Zeiträume ohne Energie ein Magnetfeld erzeugen. Immerhin in der supraleitenden Wicklung wird keine Wärme erzeugt.

Es ist jedoch unmöglich, unter Verwendung eines supraleitenden Magneten ein beliebig starkes Magnetfeld zu erhalten. Ein sehr starkes Magnetfeld zerstört den supraleitenden Zustand. Ein solches Feld kann auch durch einen Strom im Supraleiter selbst erzeugt werden. Daher gibt es für jeden Leiter im supraleitenden Zustand einen kritischen Stromwert, der nicht überschritten werden kann, ohne den supraleitenden Zustand zu unterbrechen.

Supraleitende Magnete werden in Beschleunigern von Elementarteilchen, magnetohydrodynamischen Generatoren, verwendet, die die mechanische Energie eines rotglühenden ionisierten Gasstrahls, der sich in einem Magnetfeld bewegt, in elektrische Energie umwandeln.

Eine Erklärung der Supraleitung ist nur auf der Grundlage der Quantentheorie möglich. Es wurde erst 1957 von den amerikanischen Wissenschaftlern J. Bardin, L. Cooper, J. Schrieffer und den sowjetischen Wissenschaftlern, dem Akademiker N. N. Bogolyubov, gegeben.

1986 wurde die Hochtemperatursupraleitung entdeckt. Man erhielt komplexe Oxidverbindungen von Lanthan, Barium und anderen Elementen (Keramiken) mit einer Übergangstemperatur in den supraleitenden Zustand von etwa 100 K. Dies ist höher als der Siedepunkt von flüssigem Stickstoff bei Atmosphärendruck (77 K).

In naher Zukunft wird die Hochtemperatursupraleitung höchstwahrscheinlich zu einer neuen technischen Revolution in der gesamten Elektrotechnik, Funktechnik und im Computerdesign führen. Jetzt wird der Fortschritt in diesem Bereich durch die Notwendigkeit behindert, die Leiter bis zum Siedepunkt des teuren Gases Helium abzukühlen.

Der physikalische Mechanismus der Supraleitung ist ziemlich kompliziert. Sehr vereinfacht lässt sich dies folgendermaßen erklären: Elektronen vereinen sich im richtigen Rang und bewegen sich, ohne mit einem aus Ionen bestehenden Kristallgitter zusammenzustoßen. Diese Bewegung unterscheidet sich erheblich von der üblichen thermischen Bewegung, bei der sich das freie Elektron chaotisch bewegt.

Hoffentlich ist es möglich, Supraleiter bei Raumtemperatur herzustellen. Generatoren und Elektromotoren werden extrem kompakt (sie werden um ein Vielfaches kleiner) und wirtschaftlich. Strom kann ohne Verluste auf jede Entfernung übertragen und in einfachen Geräten gespeichert werden.

\u003e\u003e Physik: Abhängigkeit des Leiterwiderstandes von der Temperatur

Verschiedene Substanzen haben unterschiedliche spezifische Widerstände (siehe § 104). Hängt der Widerstand vom Zustand des Leiters ab? von seiner Temperatur? Die Antwort muss Erfahrung geben.
  Wenn Sie den Strom von der Batterie durch die Stahlspule leiten und dann beginnen, ihn in der Flamme des Brenners zu erhitzen, zeigt das Amperemeter eine Abnahme des Stroms an. Dies bedeutet, dass sich der Widerstand des Leiters ändert, wenn sich die Temperatur ändert.
  Bei einer Temperatur von 0 ° C beträgt der Widerstand des Leiters R 0und bei einer Temperatur t  es ist gleich Rist die relative Widerstandsänderung erfahrungsgemäß direkt proportional zur Temperaturänderung t:

Verhältnismäßigkeitskoeffizient α   genannt temperaturkoeffizient des Widerstands. Sie kennzeichnet die Abhängigkeit der Beständigkeit eines Stoffes von der Temperatur. Der Widerstandstemperaturkoeffizient ist numerisch gleich der relativen Widerstandsänderung des Leiters bei Erwärmung um 1 K. Für alle metallischen Leiter der Koeffizient α   \u003e 0 und variiert leicht mit der Temperatur. Wenn das Temperaturänderungsintervall klein ist, kann der Temperaturkoeffizient als konstant und gleich seinem Durchschnittswert in diesem Temperaturbereich angesehen werden. Reine Metalle α ≈ 1/273 K -1. Haben der Widerstand von Elektrolytlösungen nimmt mit steigender Temperatur nicht zu, sondern ab. Für Sie α < 0. Например, для 10%-ного раствора поваренной соли α ≈ -0,02 K -1.
  Wenn der Leiter erwärmt wird, ändern sich seine geometrischen Abmessungen geringfügig. Der Leiterwiderstand variiert hauptsächlich aufgrund von Änderungen des spezifischen Widerstands. Die Abhängigkeit dieses spezifischen Widerstands von der Temperatur können Sie in der Formel (16.1) finden, um die Werte zu ersetzen
. Die Berechnungen führen zu folgendem Ergebnis:

Als α   ändert sich wenig mit der Temperatur des Leiters, wir können davon ausgehen, dass der spezifische Widerstand des Leiters linear von der Temperatur abhängt ( reis.16.2).

Die Widerstandszunahme lässt sich dadurch erklären, dass mit zunehmender Temperatur die Amplitude der Ionenschwingungen an den Gitterplätzen zunimmt, so dass freie Elektronen häufiger mit ihnen kollidieren und die Bewegungsrichtung verlieren. Obwohl der Koeffizient α   eher klein, unter Berücksichtigung der Abhängigkeit des Widerstandes von der Temperatur bei der Berechnung von Heizgeräten unbedingt erforderlich. Somit steigt der Widerstand eines Wolframfadens einer Glühlampe, wenn mehr als das Zehnfache des Stroms durch ihn fließt.
  In einigen Legierungen, zum Beispiel in Kupfer-Nickel (Konstantan), ist der Temperaturkoeffizient des Widerstands sehr klein: α   10 & supmin; & sup5; K & supmin; ¹; Konstanter spezifischer Widerstand ist groß: ρ   ≤ 10 & supmin; & sup6; Ohm m. Solche Legierungen werden zur Herstellung von Referenzwiderständen und zusätzlichen Widerständen für Meßinstrumente verwendet, d.h. in den Fällen, in denen es erforderlich ist, daß sich der Widerstand nicht merklich mit Temperaturschwankungen ändert.
  Die Abhängigkeit des Metallwiderstandes von der Temperatur wird in verwendet widerstandsthermometer. Üblicherweise wird Platindraht als Hauptarbeitselement eines solchen Thermometers herangezogen, dessen Temperaturabhängigkeit bekannt ist. Temperaturänderungen werden anhand der Änderung des Drahtwiderstands beurteilt, die gemessen werden kann.
  Solche Thermometer können sehr niedrige und sehr hohe Temperaturen messen, wenn herkömmliche Flüssigkeitsthermometer ungeeignet sind.
Der spezifische Widerstand von Metallen nimmt linear mit zunehmender Temperatur zu. In Elektrolytlösungen nimmt sie mit zunehmender Temperatur ab.

???
  1. Wann verbraucht eine Glühbirne mehr Strom: unmittelbar nach dem Einschalten in das Netzwerk oder nach einigen Minuten?
  2. Wenn sich der Widerstand einer Spule eines Herdes nicht mit der Temperatur geändert hat, sollte ihre Länge bei Nennleistung größer oder kleiner sein?

G.Ya.Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N.Sotsky, 10. Klasse der Physik

Wenn Sie Korrekturen oder Vorschläge für diese Lektion haben,