Allyանկացած էլեկտրական հաղորդիչ նյութի բնութագրիչներից մեկը ջերմաստիճանի դիմադրության կախվածությունն է: Եթե \u200b\u200bայն պատկերված է որպես գրաֆիկ, որտեղ հորիզոնական առանցքի վրա նշվում են ժամանակի ընդմիջումները (t) և ուղղահայաց առանցքի վրա օհմ դիմադրության արժեքը (R), ապա մենք ստանում ենք կոտրված գիծ: Դիմադրության դիմադրության կախվածությունը սխեմատիկորեն բաղկացած է երեք բաժիններից: Առաջինը համապատասխանում է մի փոքր շոգին. Այս պահին դիմադրությունը շատ քիչ է փոխվում: Դա տեղի է ունենում մինչև որոշակի պահ, որից հետո գծապատկերի տողը կտրուկ բարձրանում է. Սա երկրորդ բաժինն է: Երրորդ, վերջին բաղադրիչը ուղիղ գիծ է ՝ վեր բարձրանալով դեպի այն կետից, որտեղ աճը կանգ է առել, հորիզոնական առանցքի համեմատաբար փոքր անկյան տակ:

Այս գրաֆիկի ֆիզիկական նշանակությունը հետևյալն է. Դիմադրության կախվածությունը դիրիժորի ջերմաստիճանից նկարագրվում է այնքան պարզ, քանի դեռ ջեռուցման արժեքը չի գերազանցում այս նյութի համար բնորոշ որոշակի արժեք: Եկեք վերացական օրինակ բերենք. Եթե + 10 ° C ջերմաստիճանում նյութի դիմադրությունը 10 ohms է, ապա մինչև 40 ° C արժեքը R- ի գործնականում չի փոխվում ՝ մնալով չափման սխալի սահմաններում: Բայց արդեն 41 ° C ջերմաստիճանում 70 օհմ դիմադրության աճ կլինի: Եթե \u200b\u200bջերմաստիճանի հետագա բարձրացումը չի դադարում, ապա յուրաքանչյուր հաջորդական աստիճանի համար կլինի լրացուցիչ 5 ohms:

Այս գույքը լայնորեն օգտագործվում է տարբեր էլեկտրական սարքերում, ուստի բնական է պղնձի վերաբերյալ տվյալներ տալը, որպես ամենատարածված նյութերից մեկը, Այսպիսով, յուրաքանչյուր լրացուցիչ աստիճանի պղնձի հաղորդիչի ջեռուցման համար հանգեցնում է դիմադրության բարձրացմանը որոշակի արժեքից կես տոկոսով `որոշակի արժեքից (կարելի է գտնել հղման աղյուսակներում, տրված է 20 ° C, 1 մ երկարությամբ, 1 քառ. Մմ հատվածով):

Երբ մետաղական հաղորդիչը հայտնվում է, հայտնվում է էլեկտրական հոսանք - տարրական մասնիկների ուղղորդված շարժում լիցքով: Մետաղական հանգույցներում տեղակայված իոնները երկար ժամանակ ի վիճակի չեն էլեկտրոններ պահել իրենց արտաքին ուղեծրում, ուստի նրանք ազատորեն շարժվում են նյութի ամբողջ ծավալով ՝ մեկ հանգույցից մյուսը: Այս քաոսային շարժումը կապված է արտաքին էներգիայի `ջերմության հետ:

Չնայած շարժման փաստը ակնհայտ է, այն ուղղորդական չէ, հետևաբար այն չի համարվում որպես հոսանք: Երբ հայտնվում է էլեկտրական դաշտ, էլեկտրոնները կողմնորոշվում են դրա կազմաձևի համաձայն ՝ ձևավորելով ուղղորդված շարժում: Բայց քանի որ ջերմային ազդեցությունը ոչ մի տեղ չի վերացել, պատահականորեն շարժվող մասնիկները բախվում են ուղղորդված դաշտերին: Մետաղների դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից ցույց է տալիս միջամտության մեծությունը հոսանքի անցման հետ: Որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան բարձր է դիրիժորի R- ն:

Ակնհայտ եզրակացություն. Կրճատելով ջեռուցման աստիճանը, կարող եք նվազեցնել դիմադրությունը: (մոտ 20 ° K) ճշգրտորեն բնութագրվում է նյութի կառուցվածքում մասնիկների ջերմային քաոսային շարժման զգալի անկմամբ:

Հաղորդիչ նյութերի համարվող գույքը լայն կիրառություն է գտել էլեկտրատեխնիկայում: Օրինակ, դիրիժորի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից օգտագործվում է էլեկտրոնային տվիչների մեջ: Իմանալով դրա արժեքը ցանկացած նյութի համար, դուք կարող եք պատրաստել թերմիստոր, այն միացնել թվային կամ անալոգային ընթերցողին, կատարել մասշտաբի համապատասխան ավարտը և օգտագործել որպես այլընտրանք: Ժամանակակից ջերմային տվիչների մեծ մասը հիմնված է այս սկզբունքի վրա, քանի որ հուսալիությունն ավելի բարձր է, իսկ դիզայնը `ավելի պարզ:

Բացի այդ, դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից հնարավորություն է տալիս հաշվարկել էլեկտրական շարժիչների ոլորունների ջեռուցումը:

Կան տարբեր պայմաններ, որոնց համաձայն լիցքավորողներն անցնում են որոշակի նյութերի միջով: Եվ էլեկտրական հոսանքի լիցքի վրա անմիջական ազդեցությունը դիմադրությունն է, որը կախված է շրջակա միջավայրից: Էլեկտրական հոսանքի հոսքը փոխող գործոնները ներառում են ջերմաստիճանը: Այս հոդվածում մենք համարում ենք, որ դիրիժորի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից:

Մետաղներ

Ինչպե՞ս է ջերմաստիճանը ազդում մետաղների վրա: Այս կախվածությունը պարզելու համար իրականացվել է հետևյալ փորձը. Մարտկոցը, ամպաչափը, մետաղալարն ու ջահը միմյանց հետ կապված են լարերի օգնությամբ: Այնուհետև անհրաժեշտ է չափել ընթացիկ ընթերցումը շրջանագծում: Ընթերցումները վերցնելուց հետո ջահը բերեք մետաղալարով և տաքացրեք այն: Երբ ջեռուցվում է մետաղալարերը, կարելի է տեսնել, որ դիմադրությունը մեծանում է, և մետաղի հաղորդունակությունը նվազում է:

1. Մետաղական մետաղալարեր
2. Մարտկոց
3. Չափիչ

Կախվածությունը նշվում և հիմնավորված է բանաձևերով.

Այս բանաձևերից հետևում է, որ դիրիժորի R- ն որոշվում է բանաձևով.

Տեսանյութում բերված է մետաղների դիմադրության կախվածության օրինակ:

Դուք նաև պետք է ուշադրություն դարձնեք այնպիսի հատկություններին, ինչպիսիք են գերհաղորդականությունը: Եթե \u200b\u200bշրջակա միջավայրի պայմանները նորմալ են, ապա սառեցմամբ, հաղորդիչները նվազեցնում են դրանց դիմադրությունը: Ստորև բերված գրաֆիկը ցույց է տալիս, թե ինչպես են ջերմաստիճանը և դիմադրողականությունը սնդիկային կախվածությունից:

Գերհաղորդումն այն երևույթն է, որը տեղի է ունենում այն \u200b\u200bժամանակ, երբ նյութը հասնում է կրիտիկական ջերմաստիճանի (Քելվինը մոտ է զրոյին), որի ժամանակ դիմադրությունը կտրուկ ընկնում է զրոյի:

Գազեր

Գազերը խաղում են դիէլեկտրիկի դերը և չեն կարող իրականացնել էլեկտրական հոսանք: Եվ որպեսզի այն ձևավորվի, անհրաժեշտ են լիցքավորողներ: Նրանց դերը խաղում են իոնները, և դրանք առաջանում են արտաքին գործոնների ազդեցության պատճառով:

Կախվածությունը կարելի է տեսնել օրինակով: Փորձի համար օգտագործվում է նույն կոնստրուկցիան, ինչ նախորդ փորձի ժամանակ, միայն հաղորդիչները փոխարինվում են մետաղական թիթեղներով: Նրանց միջև պետք է լինի փոքր տարածք: Չափիչը չպետք է նշի հոսանք: Այրիչը ափսեների միջև դնելիս սարքը ցույց կտա հոսանքը, որը անցնում է գազի միջոցի միջոցով:

Ստորև բերված է գազի արտանետման ընթացիկ-լարման բնութագրերի գծապատկեր, որտեղ երևում է, որ սկզբնական փուլում իոնիզացիայի բարձրացումը մեծանում է, այնուհետև հոսանքի կախվածությունը լարման վրա մնում է անփոփոխ (այսինքն ՝ քանի որ լարումը մեծանում է, հոսանքը մնում է նույնը) և հոսանքի կտրուկ աճը, ինչը հանգեցնում է դիէլեկտրական շերտի խզմանը .

Հաշվի առեք գործնականում գազերի հաղորդունակությունը: Գազերում էլեկտրական հոսանքի անցումն օգտագործվում է լյումինեսցենտային լամպերի և լամպերի մեջ: Այս դեպքում կաթոդը և անոդը, երկու էլեկտրոդները տեղադրվում են մի խորանարդի մեջ, որի ներսում կա իներտ գազ: Ինչպե՞ս է նման երևույթը կախված գազից: Երբ լամպը միանում է, երկու թելերը ջեռուցվում են, և ստեղծվում է ջերմաէլեկտրոնային արտանետում: Ներքին կտավը ծածկված է ֆոսֆորով, որը արտանետում է մեր տեսած լույսը: Ինչպե՞ս է կախված սնդիկը կախված ֆոսֆորից: Սնդիկի գոլորշիները, երբ էլեկտրոնները ռմբակոծում են դրանք, ձևավորում են ինֆրակարմիր ճառագայթում, որն էլ իր հերթին արտանետում է լույս:

Եթե \u200b\u200bկաթոդի և անոդի միջև լարում եք կիրառում, ապա գազերի հաղորդունակություն կա:

Հեղուկներ

Հեղուկի ներկայիս դիրիժորներն անիոններն ու կատիոններն են, որոնք շարժվում են էլեկտրական արտաքին դաշտի պատճառով: Էլեկտրոնները փոքր հաղորդունակություն են ապահովում: Հաշվի առեք հեղուկներում ջերմաստիճանի դիմադրության կախվածությունը:

1. Էլեկտրոլիտ
2. Մարտկոց
3. Չափիչ

Էլեկտրոլիտների ազդեցության կախվածությունը ջեռուցման վրա կախված է բանաձևով.

Որտեղ a- ն ջերմաստիճանի բացասական գործակից է:

Թե ինչպես R- ն կախված է ջեռուցումից (տ), ցույց է տրված ստորև ներկայացված գծապատկերում.

Նման հարաբերությունը պետք է հաշվի առնել մարտկոցների և մարտկոցների լիցքավորման ժամանակ:

Կիսահաղորդիչներ

Եվ ինչպես է դիմադրությունը կախված կիսահաղորդիչների ջեռուցումից: Սկսելու համար, եկեք խոսենք տերմիստորների մասին: Սրանք սարքեր են, որոնք ջերմության ազդեցության տակ փոխում են իրենց էլեկտրական դիմադրությունը: Դիմադրության այս կիսահաղորդչային ջերմաստիճանի գործակիցը (TKS) շատ ավելի բարձր է, քան մետաղները: Թե՛ դրական, և թե՛ բացասական հաղորդիչները, դրանք ունեն որոշակի բնութագրեր:

Որտեղ `1-ը TKS- ն զրոյից ցածր է. 2 - TKS- ն զրոյից ավելին է:

Որպեսզի ջերմաչափերը, ինչպիսիք են ջերմիստորները, սկսեն աշխատել, նրանք հիմք են ընդունում I - V բնութագրիչի վերաբերյալ ցանկացած կետ.

• եթե տարրի ջերմաստիճանը զրոյից ցածր է, ապա այդպիսի հաղորդիչները օգտագործվում են որպես ռելեներ;
• վերահսկելու փոփոխվող հոսանքը, ինչպես նաև ջերմաստիճանը և լարումը, օգտագործեք գծային հատվածը:

Mերմիստորները օգտագործվում են էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը ստուգելիս և չափելիս, որն իրականացվում է ուլտրահիգի հաճախականությունների ժամանակ: Դրա պատճառով այդ դիրիժորներն օգտագործվում են համակարգերում, ինչպիսիք են հրդեհային ազդասարքերը, ջերմության ստուգումը և հսկայական ամուր նյութերի և հեղուկների օգտագործման վերահսկողությունը: Այն ջերմիստորները, որոնցում TKS- ն զրոյից ցածր է, օգտագործվում են հովացման համակարգերում:

Հիմա ջերմաէլեմենտների մասին: Ինչպե՞ս է Seebeck– ը ազդում ջերմաէլեմենտների վրա: Կախվածությունն այն է, որ նման դիրիժորները գործում են այս երևույթի հիման վրա: Երբ ջեռուցվում է հանգույցի ջերմաստիճանը, emf- ը հայտնվում է փակ միացման հանգույցում: Այսպիսով, նրանց կախվածությունը դրսևորվում է, և ջերմային էներգիան վերածվում է էլեկտրաէներգիայի: Գործընթացը լիարժեք հասկանալու համար խորհուրդ եմ տալիս ուսումնասիրել մեր ցուցումները, թե ինչպես

Շատ մետաղներ, օրինակ ՝ պղինձ, ալյումին, արծաթ, էլեկտրական հոսանքի անցկացման հատկություն ունեն իրենց կառուցվածքում ազատ էլեկտրոնների առկայության պատճառով: Բացի այդ, մետաղներն ունեն որոշակի դիմադրություն հոսանքի նկատմամբ, և յուրաքանչյուրն ունի իր ուրույնը: Մետաղի դիմադրությունը խստորեն կախված է դրա ջերմաստիճանից:

Դուք կարող եք հասկանալ, թե ինչպես է մետաղի դիմադրությունը կախված ջերմաստիճանից, եթե բարձրացնում եք դիրիժորի ջերմաստիճանը, օրինակ ՝ տարածքում 0-ից մինչև 2 ° C: Դիրիժորի ջերմաստիճանի բարձրացումով, դրա դիմադրությունը նույնպես մեծանում է: Ավելին, այս կախվածությունը համարյա գծային է:

Ֆիզիկական տեսանկյունից, ջերմաստիճանի բարձրացման հետ դիմադրության բարձրացումը կարելի է բացատրել բյուրեղային վանդակավոր հանգույցների հանգույցների ամպլիտացիայի մեծությամբ, ինչն էլ իր հերթին ավելի է բարդացնում էլեկտրոնների անցումը, այսինքն ՝ էլեկտրական հոսանքի նկատմամբ դիմադրությունը մեծանում է:

Նայելով գծապատկերին, կարող եք տեսնել, որ t1- ում մետաղը շատ ավելի ցածր դիմադրություն ունի, քան, օրինակ, t2- ում: Temperatureերմաստիճանի հետագա անկմամբ դուք կարող եք գալ t0 կետին, որտեղ դիրիժորի դիմադրությունը գրեթե հավասար կլինի զրոյի: Իհարկե, նրա դիմադրությունը զրոյական չի կարող լինել, բայց միայն նրան է ձգտում: Այս պահին դիրիժորը դառնում է գերհաղորդիչ: Գերհաղորդիչները օգտագործվում են ուժեղ մագնիսներով `որպես ոլորուն: Գործնականում, այս կետը գտնվում է շատ ավելի հեռու ՝ բացարձակ զրոյի շրջանում, և դա անհնար է որոշել այս գրաֆիկի համաձայն:

Այս գրաֆիկի համար կարող եք գրել հավասարումը

Օգտագործելով այս հավասարումը, ցանկացած ջերմաստիճանում կարող եք գտնել դիրիժորի դիմադրությունը: Այստեղ մեզ հարկավոր է գրաֆիկում ավելի վաղ ձեռք բերված t0 կետը: Իմանալով ջերմաստիճանը այս պահին որոշակի նյութի և t1 և t2 ջերմաստիճանի մասին, մենք կարող ենք դիմադրություն գտնել:

Temperatureերմաստիճանի հետ դիմադրության փոփոխությունը օգտագործվում է ցանկացած էլեկտրական մեքենայում, երբ ոլորունի անմիջական մուտքը հնարավոր չէ: Օրինակ, ասինխրոն շարժիչի դեպքում բավական է իմանալ ստատորի դիմադրությունը ժամանակի սկզբնական պահին և այն պահին, երբ շարժիչը աշխատում է: Պարզ հաշվարկներով հնարավոր է որոշել շարժիչի ջերմաստիճանը, որն արվում է ինքնաբերաբար արտադրության մեջ:

« Ֆիզիկա - 10-րդ դասարան

Ինչ ֆիզիկական քանակությունը կոչվում է դիմադրություն
Ինչից և ինչից է կախված մետաղական հաղորդիչի դիմադրությունը:

Տարբեր նյութեր ունեն տարբեր դիմադրություն: Դիմադրությունը կախված է դիրիժորի վիճակից: նրա ջերմաստիճանից Պատասխանը պետք է փորձ տա:

Եթե \u200b\u200bմարտկոցից հոսանքը անցնում եք պողպատե կծիկով, ապա սկսում եք տաքացնել այն այրիչի բոցով, ապա այդմետրը ցույց կտա հոսանքի նվազում: Սա նշանակում է, որ ջերմաստիճանը փոխվում է, դիրիժորի դիմադրությունը փոխվում է:

Եթե \u200b\u200b0 ° С- ին հավասար ջերմաստիճանում, դիրիժորի դիմադրությունը հավասար է R 0- ին, իսկ ջերմաստիճանում t- ում այն \u200b\u200bհավասար է R- ին, ապա դիմադրության հարաբերական փոփոխությունը, ինչպես ցույց է տալիս փորձը, ուղղակիորեն համամասնական է ջերմաստիճանի փոփոխությանը t:

Համամասնության գործակիցը α կոչվում է դիմադրության ջերմաստիճանի գործակից:

Դիմադրության ջերմաստիճանի գործակից  - արժեքը, որը հավասար է դիրիժորի դիմադրության հարաբերական փոփոխության հարաբերակցությանը իր ջերմաստիճանի փոփոխությանը:

Այն բնութագրում է նյութի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից:

Դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը թվայինորեն հավասար է դիրիժորի դիմադրության համեմատական \u200b\u200bփոփոխությանը, երբ ջեռուցվում է 1 Կ – ով (1 ° C- ով):

Բոլոր մետաղական հաղորդիչների համար α\u003e 0 գործակիցը և փոքր-ինչ տատանվում է ջերմաստիճանի հետ: Եթե \u200b\u200bջերմաստիճանի փոփոխության ընդմիջումը փոքր է, ապա ջերմաստիճանի այս գործակիցը ջերմաստիճանի գործակիցը կարելի է համարել կայուն և հավասար է դրա միջին արժեքին: Մաքուր մետաղներ

Էլեկտրոլիտային լուծույթներում բարձրացող ջերմաստիճանի դիմադրությունը չի աճում, բայց նվազում է: Նրանց համար α< 0. Например, для 10%-ного раствора поваренной соли α = -0,02 К -1 .

Երբ դիրիժորը ջեռուցվում է, դրա երկրաչափական չափսերը մի փոքր փոխվում են: Դիրիժորի դիմադրությունը տատանվում է հիմնականում իր դիմադրողականության փոփոխությունների պատճառով: Դուք կարող եք գտնել այս դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից, եթե բանաձևում (16.1) փոխարինեք արժեքները Հաշվարկները հանգեցնում են հետևյալ արդյունքի.

ρ \u003d ρ 0 (1 + αt), կամ ρ \u003d ρ 0 (1 + αΔТ), (16.2)

որտեղ ΔT- ը բացարձակ ջերմաստիճանի փոփոխությունն է:

Քանի որ դիրիժորի ջերմաստիճանի հետ մի փոքր տարբերվում է, մենք կարող ենք ենթադրել, որ դիրիժորի դիմադրությունը գծային կախված է ջերմաստիճանից (Նկար 16.2):

Դիմադրության բարձրացումը կարելի է բացատրել այն փաստով, որ ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ ավելանում է իոնների տատանումների ամպլիտուդը բյուրեղային ցանցի հանգույցների հանգույցներում, ուստի անվճար էլեկտրոնները ավելի հաճախ են բախվում դրանց հետ ՝ կորցնելով շարժման ուղղությունը: Չնայած գործակիցը a- ն բավականին փոքր է, հաշվի առնելով ջեռուցման սարքերի պարամետրերը հաշվարկելիս ջերմաստիճանի նկատմամբ դիմադրության կախվածությունը բացարձակապես անհրաժեշտ է: Այսպիսով, շիկացած լամպի վոլֆրամի թելի դիմադրությունը մեծանում է, երբ հոսանքը անցնում է դրա միջով `ավելի քան 10 անգամ ջեռուցման պատճառով:

Որոշ համաձուլվածքներ, օրինակ, պղնձ-նիկելային խառնուրդում (Կոնստանտին), դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը շատ փոքր է ՝ α ≈ 10 -5 K -1; Կոնստանտինի դիմադրությունը մեծ է. Ρ ≈ 10 -6 Ω մ: Նման համաձուլվածքները օգտագործվում են չափիչ գործիքների համար հղիչ դիմադրիչներ և լրացուցիչ դիմադրիչներ պատրաստելու համար, այսինքն ՝ այն դեպքերում, երբ պահանջվում է, որ դիմադրությունը նկատելիորեն չի փոխվում ջերմաստիճանի տատանումների հետ:

Կան նաև այդպիսի մետաղներ, օրինակ ՝ նիկել, թիթեղ, պլատին և այլն, որոնց ջերմաստիճանի գործակիցը շատ ավելի բարձր է ՝ α ≈ 10 -3 K -1: Դրանց դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից կարող է օգտագործվել ջերմաստիճանը ինքնին չափելու համար, որն իրականացվում է ներսում դիմադրության ջերմաչափեր.

Temperatureերմաստիճանի վրա հիմնված սարքերը հիմնված են կիսահաղորդչային նյութերից պատրաստված սարքերի վրա, - ջերմիստներ. Դրանք բնութագրվում են դիմադրության մեծ ջերմաստիճանի գործակիցով (տասնյակ անգամ ավելի բարձր, քան մետաղները), ժամանակի ընթացքում բնութագրերի կայունությունը: Therերմիստորների անվանական դիմադրությունը զգալիորեն բարձր է, քան մետաղական դիմադրության ջերմաչափերը, այն սովորաբար կազմում է 1, 2, 5, 10, 15 և 30 կΩ:

Սովորաբար, պլատինե մետաղալարերը վերցվում են որպես դիմադրության ջերմաչափի հիմնական աշխատանքային տարր, դրա կախվածությունը ջերմաստիճանից հայտնի է: Temperatureերմաստիճանի փոփոխությունները գնահատվում են մետաղալարերի դիմադրության փոփոխության միջոցով, որը կարելի է չափել: Նման ջերմաչափերը կարող են չափել շատ ցածր և շատ բարձր ջերմաստիճաններ, երբ սովորական հեղուկ ջերմաչափերը անթերի են:

Գերհաղորդականություն

Մետաղների դիմադրությունը նվազում է ջերմաստիճանի նվազումով: Ի՞նչ է պատահում, երբ ջերմաստիճանը ձգտում է բացարձակ զրոյի:

1911 թվականին հոլանդացի ֆիզիկոս Ք.Կամերլինգ Օնեսը հայտնաբերեց մի ուշագրավ երևույթ. գերհաղորդականություն. Նա գտավ, որ երբ սնդիկը սառչում է հեղուկ հելիումում, դրա դիմադրությունը սկզբում աստիճանաբար փոխվում է, իսկ այնուհետև 4.1 Կ ջերմաստիճանում այն \u200b\u200bկտրուկ իջնում \u200b\u200bէ զրոյի (Նկար 16.3):

Կրիտիկական ջերմաստիճանում զրոյական դիրիժորի դիմադրության ընկնելու երևույթը կոչվում է գերհաղորդականություն.

Կամերլինգ Օնեսի հայտնագործությունը, որի համար 1913 թվականին նրան շնորհվել են Նոբելյան մրցանակ, հանգեցրեց ցածր ջերմաստիճաններում նյութերի հատկությունների ուսումնասիրությանը: Հետագայում հայտնաբերվեցին շատ այլ գերհաղորդիչներ:

Շատ մետաղների և համաձուլվածքների գերհաղորդականությունը նկատվում է շատ ցածր ջերմաստիճանում `սկսած մոտ 25 Կ-ից: Հղումային աղյուսակները անցումային ջերմաստիճանը տալիս են որոշ նյութերի գերհաղորդիչ վիճակին:

Այն ջերմաստիճանը, որի ժամանակ նյութը մտնում է գերհաղորդական վիճակ, կոչվում է կրիտիկական ջերմաստիճան.

Կրիտիկական ջերմաստիճանը կախված է ոչ միայն նյութի քիմիական կազմից, այլև բյուրեղի կառուցվածքից: Օրինակ ՝ մոխրագույն թիթեղը ունի ալմաստի կառուցվածք ՝ խորանարդ բյուրեղային վանդակավոր ցանցով և կիսահաղորդիչ է, իսկ սպիտակ թիթեղը ունի տետրագոնալ միավորի բջիջ և արծաթագույն սպիտակ, փափուկ, ճկուն մետաղ է, որը ունակ է անցնել գերհաղորդիչ վիճակի ՝ 3.72 Կ ջերմաստիճանում:

Գերհաղորդական վիճակում գտնվող նյութերի համար նշվել են մագնիսական, ջերմային և մի շարք այլ հատկությունների սուր անոմալիաներ, ուստի ավելի ճիշտ է խոսել ոչ թե գերհաղորդիչ վիճակի մասին, այլ ցածր ջերմաստիճանում նկատվող նյութի հատուկ վիճակի մասին:

Եթե \u200b\u200bգերհաղորդիչ օղակի հաղորդիչի մեջ ստեղծվում է հոսանք, և ապա հոսանքի աղբյուրը հանվում է, ապա այս հոսանքի ուժը անվերջ չի փոխվում: Սովորական (ոչ գերհաղորդիչ) դիրիժորում այս դեպքում էլեկտրական հոսանքը դադարեցվում է:

Գերհաղորդիչները լայնորեն օգտագործվում են: Այսպիսով, նրանք կառուցում են հզոր էլեկտրամագնիսներ գերհաղորդիչ ոլորունով, որոնք երկար ժամանակ առանց մթնոլորտի ստեղծում են մագնիսական դաշտ: Ի վերջո գերհաղորդական ոլորունում ջերմություն չի առաջանում.

Այնուամենայնիվ, գերհաղորդիչ մագնիս օգտագործելով կամայականորեն ուժեղ մագնիսական դաշտ հնարավոր չէ: Շատ ուժեղ մագնիսական դաշտը ոչնչացնում է գերհաղորդական վիճակը: Նման դաշտը կարող է ստեղծվել նաև գերհաղորդիչի մեջ գտնվող հոսանքի միջոցով, հետևաբար գերհաղորդական վիճակում գտնվող յուրաքանչյուր դիրիժորի համար կա ընթացիկ ուժի կրիտիկական արժեք, որը հնարավոր չէ գերազանցել առանց գերհաղորդող պետությունը խախտելու:

Գերհաղորդական մագնիսները օգտագործվում են տարրական մասնիկների արագացուցիչներում, մագնիտոհիդրոդինամիկ գեներատորներում, որոնք փոխակերպում են կարմիր տաք տաք իոնացված գազի ինքնաթիռի մեխանիկական էներգիան `մագնիսական դաշտում շարժվող մագնիսական դաշտում վերածելով էլեկտրական էներգիայի:

Գերհաղորդականության բացատրությունը հնարավոր է միայն քվանտային տեսության հիման վրա: Այն տրվել է միայն 1957 թվականին ամերիկացի գիտնականներ J.. Բարդինի, Լ. Կուպերի, J.. Շրիֆերի և սովետական \u200b\u200bգիտնականների, ակադեմիկոս Ն. Բոգոլյուբովի կողմից:

1986-ին հայտնաբերվեց բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդականություն: Ստացվել են լանթանի, բարիի և այլ տարրերի (կերամիկա) բարդ օքսիդային միացություններ, որոնք անցումային ջերմաստիճան են անցնում մոտ 100 Կ գերհաղորդիչ վիճակին: Սա մթնոլորտային ճնշման պայմաններում հեղուկ ազոտի եռման կետից բարձր է:

Առաջիկայում բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդակցությունը, ամենայն հավանականությամբ, կհանգեցնի նոր տեխնիկական հեղափոխության `բոլոր էլեկտրատեխնիկայի, ռադիոտեխնիկայի և համակարգչային նախագծման մեջ: Այժմ այս ոլորտում առաջընթացը խոչընդոտում է դիրիժորները սառեցնելու համար թանկ գազի եռացման կետին `հելիումին:

Գերհաղորդականության ֆիզիկական մեխանիզմը բավականին բարդ է: Շատ պարզունակ եղանակով այն կարելի է բացատրել հետևյալ կերպ. Էլեկտրոնները միավորվում են ճիշտ դասի ներքո և շարժվում են ՝ առանց բախվելով իոններից բաղկացած բյուրեղային վանդակապատի: Այս շարժումը զգալիորեն տարբերվում է սովորական ջերմային շարժումից, որում ազատ էլեկտրոնը քաոսային է շարժվում:

Հուսով եմ ՝ սենյակային ջերմաստիճանում հնարավոր կլինի գերհաղորդիչներ ստեղծել: Գեներատորներն ու էլեկտրական շարժիչները կդառնան ծայրահեղ կոմպակտ (դրանք մի քանի անգամ կնվազեն) և տնտեսական: Էլեկտրաէներգիան առանց կորստի կարող է տեղափոխվել ցանկացած հեռավորություն և կուտակվել պարզ սարքերում:

\u003e\u003e Ֆիզիկա. Դիրիժորի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից

Տարբեր նյութեր ունեն տարբեր դիմադրություն (տես § 104): Դիմադրությունը կախված է դիրիժորի վիճակից: դրա ջերմաստիճանից Պատասխանը պետք է փորձ տա:
  Եթե \u200b\u200bմարտկոցից հոսանքը անցնում եք պողպատե կծիկով, այնուհետև սկսում եք այն տաքացնել այրիչի բոցով, ապա չափիչը ցույց կտա հոսանքի նվազում: Սա նշանակում է, որ ջերմաստիճանը փոխվում է, դիրիժորի դիմադրությունը փոխվում է:
  Եթե \u200b\u200b0 ° C ջերմաստիճանում, դիրիժորի դիմադրությունն է Ռ 0, և ջերմաստիճանում տ  հավասար է Ռ, ապա դիմադրության հարաբերական փոփոխությունը, ինչպես ցույց է տալիս փորձը, ուղղակիորեն համամասնական է ջերմաստիճանի փոփոխությանը: տ:

Համամասնության գործակիցը α   կանչված դիմադրության ջերմաստիճանի գործակից. Այն բնութագրում է նյութի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից: Դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը թվայինորեն հավասար է դիրիժորի դիմադրության համեմատական \u200b\u200bփոփոխությանը, երբ 1 K. ջեռուցվում է, բոլոր մետաղական հաղորդիչների համար գործակիցը α   \u003e 0 և փոքր-ինչ տատանվում է ջերմաստիճանի հետ: Եթե \u200b\u200bջերմաստիճանի փոփոխության ընդմիջումը փոքր է, ապա ջերմաստիճանի այս գործակիցը ջերմաստիճանի գործակիցը կարելի է համարել կայուն և հավասար է դրա միջին արժեքին: Մաքուր մետաղներ α ≈ 1/273 Կ -1. Ունեն էլեկտրոլիտային լուծույթների դիմադրությունը բարձրացող ջերմաստիճանի հետ միասին չի աճում, բայց նվազում է. Նրանց համար α < 0. Например, для 10%-ного раствора поваренной соли α ≈ -0.02 Կ -1:
  Երբ դիրիժորը ջեռուցվում է, դրա երկրաչափական չափսերը մի փոքր փոխվում են: Դիրիժորի դիմադրությունը տատանվում է հիմնականում իր դիմադրողականության փոփոխությունների պատճառով: Դուք կարող եք գտնել այս դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից, եթե բանաձևում (16.1) փոխարինեք արժեքները
. Հաշվարկները հանգեցնում են հետևյալ արդյունքի.

Այսպիսով, ինչպես α   քիչ է փոխվում դիրիժորի ջերմաստիճանի հետ, կարող ենք ենթադրել, որ դիրիժորի դիմադրությունը գծային կախված է ջերմաստիճանից ( բրինձ.16.2).

Դիմադրության բարձրացումը կարելի է բացատրել այն փաստով, որ ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ ավելանում են վանդակավոր վայրերում իոնների իվերի տատանումների ամպլիտուդությունը, ուստի անվճար էլեկտրոնները ավելի հաճախ բախվում են դրանց հետ ՝ կորցնելով շարժման ուղղությունը: Չնայած գործակիցը α   բավականին փոքր, հաշվի առնելով դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից, երբ ջեռուցման սարքերը հաշվարկելիս բացարձակապես անհրաժեշտ է: Այսպիսով, շիկացած լամպի վոլֆրամի թելերի դիմադրությունը մեծանում է, երբ դրա միջով անցնում է ավելի քան 10 անգամ:
  Որոշ համաձուլվածքներ, օրինակ, պղնձ-նիկելի (կոնստանտանի) դեպքում, դիմադրության ջերմաստիճանի գործակիցը շատ փոքր է. α   10 -5 Կ -1; Կոստանդանի դիմադրությունը մեծ է. ρ   -10 -6 ohm մ: Նման համաձուլվածքները օգտագործվում են չափիչ գործիքների հղման դիմադրությունների և լրացուցիչ դիմադրությունների արտադրության համար, այսինքն, այն դեպքերում, երբ պահանջվում է, որ դիմադրությունը չի փոխվի զգալիորեն ջերմաստիճանի տատանումների շնորհիվ:
  Օգտագործվում է մետաղի դիմադրության կախվածությունը ջերմաստիճանից դիմադրության ջերմաչափեր. Սովորաբար, պլատինե մետաղալարերը վերցվում են որպես այդպիսի ջերմաչափի հիմնական աշխատանքային տարր, դրա կախվածությունը ջերմաստիճանից հայտնի է: Temperatureերմաստիճանի փոփոխությունները գնահատվում են մետաղալարերի դիմադրության փոփոխությամբ, որը կարելի է չափել:
  Նման ջերմաչափերը կարող են չափել շատ ցածր և շատ բարձր ջերմաստիճաններ, երբ սովորական հեղուկ ջերմաչափերը անթերի են:
Մետաղների դիմադրությունը գծայինորեն ավելանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ միասին: Էլեկտրոլիտային լուծույթներում այն \u200b\u200bնվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:

???
  1. Ե՞րբ է լամպը ավելի շատ էներգիա սպառում. Այն անմիջապես միացնելուց հետո ցանցին կամ մի քանի րոպե անց:
  2. Եթե կաթսայի դիմադրության դիմադրությունը չի փոխվել ջերմաստիճանի հետ, ապա գնահատված հզորությամբ դրա երկարությունը պետք է լինի ավելի մեծ կամ փոքր:

Գ.Յա.Մյակիսև, Բ.Բուխովցև, Ն.Ն.Սոտսկի, ֆիզիկա 10-րդ դասարան

Եթե \u200b\u200bայս դասի համար ունեք ուղղումներ կամ առաջարկություններ,