எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம்

ஒரு கடத்தியின் மின் எதிர்ப்பு பொதுவாக கடத்தியின் பொருள், அதன் நீளம் மற்றும் குறுக்குவெட்டு அல்லது, சுருக்கமாக, எதிர்ப்பின் மீது மற்றும் கடத்தியின் வடிவியல் பரிமாணங்களைப் பொறுத்தது. இந்த சார்பு நன்கு அறியப்பட்ட மற்றும் சூத்திரத்தால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:

அனைவருக்கும் தெரிந்த மற்றும் மின்சுற்றின் ஒரே மாதிரியான பிரிவுக்கான ஓம் விதி, இதிலிருந்து மின்தடை அதிகமாக இருந்தால் மின்னோட்டம் குறைவாக இருப்பதைக் காணலாம். இவ்வாறு, கம்பியின் எதிர்ப்பு நிலையானதாக இருந்தால், பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது, ​​மின்னோட்டம் நேர்கோட்டில் அதிகரிக்க வேண்டும். ஆனால் உண்மையில் அப்படி இல்லை. கம்பிகளின் எதிர்ப்பு நிலையானது அல்ல.

உதாரணங்களுக்காக நீங்கள் வெகுதூரம் செல்ல வேண்டியதில்லை. நீங்கள் ஒரு ஒளி விளக்கை சரிசெய்யக்கூடிய மின்சார விநியோகத்துடன் (வோல்ட்மீட்டர் மற்றும் அம்மீட்டருடன்) இணைத்து, அதன் மின்னழுத்தத்தை படிப்படியாக அதிகரித்து, அதை பெயரளவு மதிப்பிற்கு கொண்டு வந்தால், மின்னோட்டம் நேர்கோட்டில் வளரவில்லை என்பதை நீங்கள் எளிதாகக் காணலாம்: மின்னழுத்தம் நெருங்குகிறது. விளக்கின் பெயரளவு மதிப்பு, அதன் சுருள் வழியாக மின்னோட்டம் மேலும் மேலும் மெதுவாக வளர்கிறது மற்றும் ஒளி மேலும் மேலும் பிரகாசமாகிறது.

சுருளில் பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தத்தை இரட்டிப்பாக்கினால் மின்னோட்டத்தை இரட்டிப்பாக்கும் என்று எதுவும் இல்லை. ஓம் விதி நடப்பதாகத் தெரியவில்லை. உண்மையில், ஓம் விதி நிறைவேற்றப்பட்டது மற்றும் விளக்கின் இழைகளின் எதிர்ப்பானது நிலையானது அல்ல, அது வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது.

உலோகங்களின் அதிக மின் கடத்துத்திறனுக்கான காரணம் என்ன என்பதை நினைவில் கொள்வோம். இது அதிக எண்ணிக்கையிலான சார்ஜ் கேரியர்களின் உலோகங்களில் இருப்பதுடன் தொடர்புடையது - தற்போதைய கூறுகள் - கடத்தல் எலக்ட்ரான்கள்… இவை உலோக அணுக்களின் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களால் உருவாக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள், அவை முழு கடத்திக்கும் பொதுவானவை, அவை ஒவ்வொரு தனி அணுவிற்கும் சொந்தமானவை அல்ல.

கடத்திக்கு பயன்படுத்தப்படும் மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ், இலவச கடத்தல் எலக்ட்ரான்கள் குழப்பத்திலிருந்து அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்திற்குச் செல்கின்றன - ஒரு மின்சாரம் உருவாகிறது. ஆனால் எலக்ட்ரான்கள் தங்கள் வழியில் தடைகளை எதிர்கொள்கின்றன, அயனி லேட்டிஸின் ஒத்திசைவுகள், லட்டு குறைபாடுகள், அதன் வெப்ப அதிர்வுகளால் ஏற்படும் ஒரு சீரற்ற அமைப்பு போன்றவை.

எலக்ட்ரான்கள் அயனிகளுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன, வேகத்தை இழக்கின்றன, அவற்றின் ஆற்றல் லட்டு அயனிகளுக்கு மாற்றப்படுகிறது, லட்டு அயனி அதிர்வுகளாக மாற்றப்படுகிறது, மேலும் எலக்ட்ரான்களின் வெப்ப இயக்கத்தின் குழப்பம் அதிகரிக்கிறது, அதிலிருந்து மின்னோட்டம் அதன் வழியாக செல்லும்போது கடத்தி வெப்பமடைகிறது.

மின்கடத்தா, செமிகண்டக்டர்கள், எலக்ட்ரோலைட்டுகள், வாயுக்கள், துருவமற்ற திரவங்கள் போன்றவற்றில் எதிர்ப்புக்கான காரணம் வேறுபட்டிருக்கலாம், ஆனால் ஓம் விதி நிரந்தரமாக நேரியல் நிலையில் இருக்காது.

எனவே, உலோகங்களைப் பொறுத்தவரை, வெப்பநிலையின் அதிகரிப்பு படிக லட்டியின் வெப்ப அதிர்வுகளில் இன்னும் பெரிய அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது, மேலும் கடத்தும் எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்திற்கு எதிர்ப்பு அதிகரிக்கிறது.விளக்குடன் பரிசோதனையிலிருந்து இதைக் காணலாம்: பளபளப்பின் பிரகாசம் அதிகரிக்கிறது, ஆனால் மின்னோட்டம் குறைவாக அதிகரிக்கிறது. இதன் பொருள் வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றம் விளக்கு இழையின் எதிர்ப்பை பாதித்தது.

இதன் விளைவாக, எதிர்ப்பு என்பது தெளிவாகிறது உலோக கம்பிகள் வெப்பநிலையை கிட்டத்தட்ட நேர்கோட்டில் சார்ந்துள்ளது. வெப்பமடையும் போது, ​​​​கம்பியின் வடிவியல் பரிமாணங்கள் சற்று மாறுகின்றன என்பதை நாம் கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், மின் எதிர்ப்பானது வெப்பநிலையை கிட்டத்தட்ட நேர்கோட்டில் சார்ந்துள்ளது. இந்த சார்புகளை சூத்திரங்கள் மூலம் வெளிப்படுத்தலாம்:

முரண்பாடுகளில் கவனம் செலுத்துவோம். 0 ° C இல் கடத்தியின் எதிர்ப்பு R0 என்று வைத்துக்கொள்வோம், பின்னர் t ° C வெப்பநிலையில் அது R (t) மதிப்பை எடுக்கும் மற்றும் எதிர்ப்பின் ஒப்பீட்டு மாற்றம் α * t ° C க்கு சமமாக இருக்கும். இந்த விகிதாசார காரணி α எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம் என்று அழைக்கப்படுகிறது... இது பொருளின் மின் எதிர்ப்பை அதன் தற்போதைய வெப்பநிலையில் சார்ந்திருப்பதை வகைப்படுத்துகிறது.

இந்தக் குணகம் ஒரு கடத்தியின் வெப்பநிலை 1K (ஒரு டிகிரி கெல்வின், இது வெப்பநிலையில் ஒரு டிகிரி செல்சியஸ் மாற்றத்திற்கு சமம்) மாறும்போது அதன் மின் எதிர்ப்பின் ஒப்பீட்டு மாற்றத்திற்கு எண்ணியல் சமமாக இருக்கும்.

உலோகங்களைப் பொறுத்தவரை, TCR (தடுப்புக் குணகம் α), ஒப்பீட்டளவில் சிறியதாக இருந்தாலும், எப்போதும் பூஜ்ஜியத்தை விட அதிகமாக இருக்கும், ஏனெனில் மின்னோட்டம் கடந்து செல்லும் போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் அடிக்கடி படிக லேட்டிஸின் அயனிகளுடன் மோதுகின்றன, அதிக வெப்பநிலை, t.is. அவற்றின் வெப்ப குழப்பமான இயக்கம் அதிகமாகவும் அவற்றின் வேகம் அதிகமாகவும் இருக்கும்.லட்டு அயனிகளுடன் குழப்பமான இயக்கத்தில் மோதுவதால், உலோகத்தின் எலக்ட்ரான்கள் ஆற்றலை இழக்கின்றன, இதன் விளைவாக நாம் பார்க்கிறோம் - கம்பி வெப்பமடையும் போது எதிர்ப்பு அதிகரிக்கிறது. இந்த நிகழ்வு தொழில்நுட்ப ரீதியாக பயன்படுத்தப்படுகிறது எதிர்ப்பு தெர்மோமீட்டர்கள்.

இவ்வாறு, எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம் α வெப்பநிலையில் பொருளின் மின் எதிர்ப்பின் சார்புநிலையை வகைப்படுத்துகிறது மற்றும் 1 / K - கெல்வின் -1 இன் சக்தியில் அளவிடப்படுகிறது. எதிர் அடையாளம் கொண்ட மதிப்பு கடத்துத்திறனின் வெப்பநிலை குணகம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

தூய குறைக்கடத்திகளைப் பொறுத்தவரை, டிசிஎஸ் அவர்களுக்கு எதிர்மறையானது, அதாவது, அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் எதிர்ப்பு குறைகிறது, இது வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​​​அதிகமான எலக்ட்ரான்கள் கடத்தல் மண்டலத்திற்குள் செல்கின்றன, அதே நேரத்தில் துளைகளின் செறிவும் அதிகரிக்கிறது. . அதே பொறிமுறையானது திரவ துருவமற்ற மற்றும் திட மின்கடத்தாக்களின் சிறப்பியல்பு ஆகும்.

துருவ திரவங்கள் பாகுத்தன்மையின் குறைவு மற்றும் விலகல் அதிகரிப்பு காரணமாக அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் அவற்றின் எதிர்ப்பைக் கூர்மையாகக் குறைக்கின்றன. அதிக ஊடுருவல் நீரோட்டங்களின் அழிவு விளைவுகளிலிருந்து எலக்ட்ரான் குழாய்களைப் பாதுகாக்க இந்தப் பண்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உலோகக்கலவைகள், டோப் செய்யப்பட்ட குறைக்கடத்திகள், வாயுக்கள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளுக்கு, எதிர்ப்பின் வெப்ப சார்பு தூய உலோகங்களை விட மிகவும் சிக்கலானது. மாங்கனின் மற்றும் கான்ஸ்டன்டன் போன்ற மிகக் குறைந்த டிசிஎஸ் கொண்ட உலோகக் கலவைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன மின் அளவீட்டு கருவிகள்.