การขึ้นอยู่กับความต้านทานไฟฟ้าต่ออุณหภูมิ ต. การพึ่งพาความต้านทานต่ออุณหภูมิ การขึ้นอยู่กับความต้านทานของตัวนำต่ออุณหภูมิ

ความต้านทานจำเพาะและความต้านทานของโลหะจึงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ การพึ่งพาอุณหภูมิของความต้านทานของตัวนำนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่า

ความเข้มของการกระจายตัว (จำนวนการชน) ของตัวพาประจุจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
ความเข้มข้นจะเปลี่ยนไปเมื่อตัวนำถูกให้ความร้อน

ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าไม่สูงเกินไปและไม่สูงเกินไป อุณหภูมิต่ำการพึ่งพา ความต้านทานและความต้านทานของตัวนำเทียบกับอุณหภูมิแสดงโดยสูตร:

โดยที่ค่าความต้านทานของสารตัวนำอยู่ที่ 0°C และ t°C ตามลำดับ R 0 , R t - ความต้านทานของตัวนำที่ 0°C และ t°C - ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน: วัดเป็น SI ในเคลวินลบด้วยกำลังแรก (K -1) สำหรับตัวนำโลหะ สูตรเหล่านี้ใช้ได้ตั้งแต่อุณหภูมิ 140 K ขึ้นไป

สารมีลักษณะเฉพาะโดยการพึ่งพาการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเมื่อถูกความร้อนกับชนิดของสาร เป็นตัวเลขเท่ากับการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ของความต้านทาน (ความต้านทาน) ของตัวนำเมื่อถูกความร้อน 1 K

ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ไหน ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิความต้านทานในช่วง

สำหรับตัวนำโลหะทั้งหมด > 0 และแปรผันเล็กน้อยตามอุณหภูมิ สำหรับโลหะบริสุทธิ์ = 1/273 K -1 ในโลหะ ความเข้มข้นของตัวพาประจุอิสระ (อิเล็กตรอน) คือ n = const และการเพิ่มขึ้นนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความเข้มของการกระเจิงของอิเล็กตรอนอิสระที่เพิ่มขึ้นบนไอออนของโครงตาข่ายคริสตัล

สำหรับสารละลายอิเล็กโทรไลต์ 0 เช่น สำหรับสารละลายเกลือแกง 10% = -0.02 K -1 ความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์ลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของจำนวนไอออนอิสระเนื่องจากการแยกตัวของโมเลกุลเกินกว่าการเพิ่มขึ้นของการกระจายตัวของไอออนระหว่างการชนกับโมเลกุลของตัวทำละลาย

สูตรสำหรับการพึ่งพา R และ R กับอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์นั้นคล้ายคลึงกับสูตรข้างต้นสำหรับตัวนำโลหะ ควรสังเกตว่าการพึ่งพาเชิงเส้นนี้จะถูกเก็บรักษาไว้ในช่วงอุณหภูมิเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งใน = const ที่ช่วงอุณหภูมิกว้าง การที่ความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์กับอุณหภูมิกลายเป็นแบบไม่เชิงเส้น

กราฟิกการพึ่งพาความต้านทานของตัวนำโลหะและอิเล็กโทรไลต์ต่ออุณหภูมิแสดงในรูปที่ 1, a, b

ที่อุณหภูมิต่ำมาก ใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ (-273 °C) ความต้านทานของโลหะหลายชนิดจะลดลงจนเหลือศูนย์ทันที ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าตัวนำยิ่งยวด โลหะจะเข้าสู่สถานะเป็นตัวนำยิ่งยวด

การพึ่งพาความต้านทานของโลหะต่ออุณหภูมินั้นใช้ในเทอร์โมมิเตอร์วัดความต้านทาน โดยปกติแล้วลวดแพลตตินัมจะใช้เป็นตัววัดอุณหภูมิของเทอร์โมมิเตอร์ดังกล่าวซึ่งมีการศึกษาความต้านทานต่ออุณหภูมิอย่างเพียงพอ

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะตัดสินโดยการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของสายไฟซึ่งสามารถวัดได้ เทอร์โมมิเตอร์ดังกล่าวช่วยให้คุณวัดได้ต่ำมากและมาก อุณหภูมิสูงเมื่อเทอร์โมมิเตอร์เหลวแบบธรรมดาไม่เหมาะ

ลักษณะหนึ่งของวัสดุนำไฟฟ้าคือการขึ้นอยู่กับความต้านทานต่ออุณหภูมิ หากคุณพรรณนามันในรูปแบบของกราฟโดยทำเครื่องหมายช่วงเวลา (t) บนแกนนอน และค่าความต้านทานโอห์มมิก (R) ถูกทำเครื่องหมายบนแกนตั้ง คุณจะได้เส้นขาด การพึ่งพาความต้านทานต่ออุณหภูมิในแผนผังประกอบด้วยสามส่วน ครั้งแรกสอดคล้องกับความร้อนเล็กน้อย - ในเวลานี้ความต้านทานเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยมาก สิ่งนี้เกิดขึ้นจนถึงจุดหนึ่ง หลังจากนั้นเส้นบนกราฟก็สูงขึ้นอย่างรวดเร็ว - นี่คือส่วนที่สอง องค์ประกอบสุดท้ายที่สามคือเส้นตรงที่ขึ้นไปจากจุดที่การเติบโตของ R หยุดลง ต่ำกว่า มุมเล็กๆไปยังแกนนอน

ความหมายทางกายภาพกราฟนี้มีดังนี้: การอธิบายการพึ่งพาความต้านทานต่ออุณหภูมิของตัวนำด้วยวิธีง่าย ๆ จนกระทั่งค่าความร้อนเกินค่าลักษณะเฉพาะของวัสดุที่กำหนด ลองยกตัวอย่างเชิงนามธรรม: หากที่อุณหภูมิ +10°C ความต้านทานของสารคือ 10 โอห์ม ค่าของ R ที่สูงถึง 40°C จะไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติ แต่จะคงอยู่ภายในข้อผิดพลาดในการวัด แต่เมื่อถึง 41°C ความต้านทานจะกระโดดถึง 70 โอห์ม หากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นไม่หยุดลง ในแต่ละระดับต่อมาจะมีเพิ่มอีก 5 โอห์ม

คุณสมบัตินี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ อุปกรณ์ไฟฟ้าดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะให้ข้อมูลทองแดงเป็นหนึ่งในวัสดุที่พบมากที่สุดใน ดังนั้นสำหรับตัวนำทองแดง การให้ความร้อนในแต่ละระดับเพิ่มเติมจะทำให้ความต้านทานเพิ่มขึ้นครึ่งหนึ่งของค่าเฉพาะ (สามารถพบได้ใน ตารางอ้างอิงกำหนดไว้ที่ 20 ° C ความยาว 1 ม. พร้อมหน้าตัด 1 ตร. มม.)

เมื่อมันเกิดขึ้นในตัวนำโลหะ กระแสไฟฟ้า จะปรากฏขึ้น - การเคลื่อนที่ในทิศทางของอนุภาคมูลฐานที่มีประจุ ไอออนที่อยู่ในโหนดโลหะไม่สามารถจับอิเล็กตรอนในวงโคจรด้านนอกได้เป็นเวลานาน ดังนั้นพวกมันจึงเคลื่อนที่อย่างอิสระตลอดปริมาตรของวัสดุจากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่ง การเคลื่อนไหวที่วุ่นวายนี้เกิดจากพลังงานภายนอก - ความร้อน

แม้ว่าข้อเท็จจริงของการเคลื่อนไหวจะชัดเจน แต่ก็ไม่ใช่ทิศทาง จึงไม่ถือเป็นกระแส เมื่อไร สนามไฟฟ้าอิเล็กตรอนจะถูกวางตัวตามโครงร่างของมันทำให้เกิดการเคลื่อนไหวโดยตรง แต่เนื่องจากผลกระทบจากความร้อนไม่ได้หายไปไหน อนุภาคที่เคลื่อนที่อย่างวุ่นวายจึงชนกับสนามที่พุ่งตรง การพึ่งพาความต้านทานของโลหะกับอุณหภูมิแสดงให้เห็นถึงปริมาณการรบกวนของกระแสไฟฟ้า ยิ่งอุณหภูมิสูง ค่า R ของตัวนำก็จะยิ่งสูงขึ้น

ข้อสรุปที่ชัดเจน: คุณสามารถลดความต้านทานได้โดยการลดระดับความร้อน (ประมาณ 20°K) มีคุณลักษณะเฉพาะที่ชัดเจนด้วยการลดลงอย่างมีนัยสำคัญในการเคลื่อนที่ที่ไม่เป็นระเบียบเนื่องจากความร้อนของอนุภาคในโครงสร้างของสสาร

พบคุณสมบัติของวัสดุนำไฟฟ้าที่พิจารณาแล้ว ประยุกต์กว้างในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นการพึ่งพาความต้านทานของตัวนำกับอุณหภูมิจะใช้ในเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ เมื่อทราบถึงคุณค่าของวัสดุใด ๆ คุณสามารถสร้างเทอร์มิสเตอร์เชื่อมต่อกับอุปกรณ์อ่านแบบดิจิทัลหรือแอนะล็อกทำการสอบเทียบมาตราส่วนที่เหมาะสมและใช้เป็นทางเลือกเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่ทันสมัยที่สุดใช้หลักการนี้เพราะความน่าเชื่อถือคือ สูงขึ้นและการออกแบบก็ง่ายขึ้น

นอกจากนี้การขึ้นอยู่กับความต้านทานต่ออุณหภูมิทำให้สามารถคำนวณความร้อนของขดลวดมอเตอร์ไฟฟ้าได้

ความต้านทานความร้อน เทอร์มิสเตอร์ หรือเทอร์มิสเตอร์เป็นชื่อสามชื่อสำหรับอุปกรณ์เดียวกัน ความต้านทานจะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับความร้อนหรือความเย็น

ข้อดีของเทอร์มิสเตอร์:

ความง่ายในการผลิต
ประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมภายใต้ภาระหนัก
การทำงานที่มั่นคง
ขนาดที่เล็กของผลิตภัณฑ์ทำให้สามารถใช้กับเซ็นเซอร์ขนาดเล็กได้
ความเฉื่อยความร้อนต่ำ

ประเภทของเทอร์มิสเตอร์และหลักการทำงาน

พื้นฐานของเซ็นเซอร์คือองค์ประกอบต้านทานสำหรับการผลิตที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์โลหะหรือโลหะผสมนั่นคือองค์ประกอบที่มีการพึ่งพาความต้านทานต่ออุณหภูมิอย่างเด่นชัด วัสดุทั้งหมดที่ใช้ในการสร้างจะต้องมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิจำเพาะสูง

สำหรับการผลิตเทอร์มิสเตอร์ที่ใช้ วัสดุต่อไปนี้และออกไซด์ของพวกมัน:

แพลทินัม;
นิกเกิล;
ทองแดง;
แมงกานีส;
โคบอลต์.

เฮไลด์และคาลโคเจนไนด์ของโลหะบางชนิดก็สามารถใช้ได้เช่นกัน

หากใช้องค์ประกอบต้านทานโลหะ องค์ประกอบนั้นจะทำในรูปแบบของลวด ถ้าสารกึ่งตัวนำก็มักจะอยู่ในรูปของแผ่น

สำคัญ!วัสดุที่ใช้สร้างความต้านทานความร้อนจะต้องมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบ (NTC) หรือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวก (PTK) มาก

ถ้าค่าสัมประสิทธิ์เป็นลบ เมื่อถูกความร้อน ความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์จะลดลง ถ้าเป็นบวกก็จะเพิ่มขึ้น

เทอร์มิสเตอร์โลหะ

กระแสในโลหะเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ความเข้มข้นของพวกเขาจะไม่เพิ่มขึ้นเมื่อถูกความร้อน แต่ความเร็วของการเคลื่อนไหวที่วุ่นวายจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นเมื่อถูกความร้อนความต้านทานของตัวนำจะเพิ่มขึ้น

การพึ่งพาความต้านทานของโลหะกับอุณหภูมินั้นไม่เป็นเชิงเส้นและมีรูปแบบ:

Rt = R0(1 + A t + B t2 + …) โดยที่:

Rt และ R0 – ความต้านทานของตัวนำที่อุณหภูมิ t และ 0°С ตามลำดับ
A, B – ค่าสัมประสิทธิ์ที่ขึ้นอยู่กับวัสดุ ค่าสัมประสิทธิ์ A เรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ

หากอุณหภูมิไม่เกิน 100°C ความต้านทานของตัวนำจะคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

Rt = R0(1 + A เสื้อ),

และค่าสัมประสิทธิ์ที่เหลือจะถูกละเลย

เทอร์มิสเตอร์แต่ละประเภทมีข้อจำกัดในการใช้งานบางประการ ตัวอย่างเช่น สามารถใช้เซ็นเซอร์ทองแดงได้ ช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -50°C ถึง +180°С, แพลตตินัม – ตั้งแต่ -200 ถึง +650°С, อุปกรณ์นิกเกิล – สูงถึง 250-300°С

เทอร์มิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์

สำหรับการผลิตเทอร์มิสเตอร์จะใช้ออกไซด์ CuO, CoO, MnO ฯลฯ ในระหว่างการผลิต ผงจะถูกเผาให้เป็นส่วนหนึ่ง รูปร่างที่ต้องการ. เพื่อป้องกันความเสียหายต่อองค์ประกอบความต้านทานระหว่างการทำงานจึงถูกปกคลุมด้วยชั้นป้องกัน

ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ การพึ่งพาความต้านทาน ตัวชี้วัดอุณหภูมิไม่เป็นเส้นตรงด้วย เมื่อเพิ่มขึ้น ค่า R ในเซนเซอร์จะลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากความเข้มข้นของตัวพาประจุไฟฟ้า (รูและอิเล็กตรอน) เพิ่มขึ้น ในกรณีนี้เราพูดถึงเซ็นเซอร์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิติดลบ อย่างไรก็ตามมีเทอร์มิสเตอร์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์บวกซึ่งเมื่อถูกความร้อนจะมีพฤติกรรมเหมือนโลหะเช่น ค่า R เพิ่มขึ้น เซ็นเซอร์ดังกล่าวเรียกว่าโพซิสเตอร์ (เซ็นเซอร์ PTC)

สูตรสำหรับการพึ่งพาความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์เทอร์มิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์กับอุณหภูมิคือ:

ที่ไหน:

A คือค่าคงที่ที่แสดงลักษณะความต้านทานของวัสดุที่ t = 20°C;
T – อุณหภูมิสัมบูรณ์เป็นองศาเคลวิน (T = t + 273)
B เป็นค่าคงที่ขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติทางกายภาพเซมิคอนดักเตอร์

การสร้างเทอร์มิสเตอร์โลหะ

การออกแบบอุปกรณ์มีสองประเภทหลัก:

คดเคี้ยว;
ถักบาง

ในกรณีแรกเซ็นเซอร์จะทำเป็นรูปเกลียว ลวดพันรอบกระบอกที่ทำจากแก้วหรือเซรามิก หรือวางไว้ข้างใน หากทำการม้วนตามกระบอกสูบจะต้องปิดด้วยชั้นป้องกันที่ด้านบน

ในกรณีที่สอง จะใช้วัสดุพิมพ์บางๆ ที่ทำจากเซรามิก แซฟไฟร์ คอปเปอร์ออกไซด์ เซอร์โคเนียม ฯลฯ โลหะถูกพ่นลงบนมัน ชั้นบางซึ่งมีการหุ้มฉนวนเพิ่มเติมที่ด้านบน ชั้นโลหะถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของเส้นทางและเรียกว่าคดเคี้ยว

สำหรับข้อมูลของคุณเพื่อปกป้องเทอร์มิสเตอร์ มันถูกวางไว้ในกล่องโลหะหรือปิดด้วยชั้นฉนวนพิเศษที่ด้านบน

การทำงานของเซ็นเซอร์ทั้งสองประเภทไม่มีความแตกต่างพื้นฐาน แต่อุปกรณ์ฟิล์มทำงานในช่วงอุณหภูมิที่แคบกว่า

อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถทำได้ไม่เพียง แต่ในรูปแบบของแท่งเท่านั้น แต่ยังมีลูกปัด, ดิสก์ ฯลฯ

การประยุกต์ของเทอร์มิสเตอร์

หากวางความต้านทานความร้อนไว้ในสภาพแวดล้อมใดๆ อุณหภูมิของมันจะขึ้นอยู่กับความเข้มของการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างความต้านทานกับสิ่งแวดล้อม ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ: คุณสมบัติทางกายภาพของตัวกลาง (ความหนาแน่น ความหนืด ฯลฯ) ความเร็วการเคลื่อนที่ของตัวกลาง อัตราส่วนเริ่มต้นของตัวบ่งชี้อุณหภูมิของตัวกลางและเทอร์มิสเตอร์ ฯลฯ

ดังนั้นเมื่อทราบถึงการพึ่งพาความต้านทานของตัวนำต่ออุณหภูมิจึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดตัวบ่งชี้เชิงปริมาณของตัวกลางเองเช่นความเร็วอุณหภูมิความหนาแน่น ฯลฯ

หนึ่งใน ลักษณะสำคัญเทอร์มิสเตอร์คือความแม่นยำในการวัดนั่นคือค่าที่อ่านได้ของเทอร์มิสเตอร์จริงแตกต่างจากค่าในห้องปฏิบัติการมากน้อยเพียงใด ความถูกต้องของอุปกรณ์นั้นมีลักษณะเป็นระดับความทนทานซึ่งกำหนดค่าเบี่ยงเบนสูงสุดจากค่าที่ระบุ ระดับความคลาดเคลื่อนระบุเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น ค่าความคลาดเคลื่อนของเซ็นเซอร์แพลทินัมคลาส AA คือ ±(0.1 + 0.0017 |T|), คลาส A - ±(0.15 + 0.002 |T|)

สำคัญ!โดยธรรมชาติแล้ว เมื่อสร้างความต้านทานความร้อน นักพัฒนามุ่งมั่นที่จะลดการสูญเสียระหว่างการทำงานที่เกี่ยวข้องกับการนำความร้อนและการปล่อยรังสีของอุปกรณ์เอง

เทอร์มิสเตอร์พบการใช้งานอย่างกว้างขวางในระบบอิเล็กทรอนิกส์ระบบวิทยุ การควบคุมความร้อน,ระบบดับเพลิง ฯลฯ

วีดีโอ

มีอยู่ เงื่อนไขต่างๆซึ่งตัวพาประจุจะผ่านวัสดุบางอย่าง และมีค่าใช้จ่าย กระแสไฟฟ้าการต่อต้านมีอิทธิพลโดยตรงซึ่งต้องพึ่งพา สิ่งแวดล้อม. ปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงการไหลของกระแสไฟฟ้า ได้แก่ อุณหภูมิ ในบทความนี้เราจะดูการพึ่งพาความต้านทานของตัวนำต่ออุณหภูมิ

โลหะ

อุณหภูมิส่งผลต่อโลหะอย่างไร? เพื่อค้นหาความสัมพันธ์นี้ ได้ทำการทดลองต่อไปนี้: เชื่อมต่อแบตเตอรี่ แอมมิเตอร์ สายไฟ และหัวเผาเข้าด้วยกันโดยใช้สายไฟ จากนั้นคุณจะต้องวัดกระแสในวงจร หลังจากอ่านค่าแล้วคุณจะต้องนำหัวเผาไปที่สายไฟแล้วให้ความร้อน เมื่อลวดได้รับความร้อนจะเห็นว่าความต้านทานเพิ่มขึ้นและความนำไฟฟ้าของโลหะลดลง

ลวดโลหะ
แบตเตอรี่
แอมมิเตอร์

การพึ่งพาอาศัยกันถูกระบุและพิสูจน์โดยสูตร:

จากสูตรเหล่านี้เป็นไปตามที่ R ของตัวนำถูกกำหนดโดยสูตร:

ตัวอย่างของการพึ่งพาความต้านทานของโลหะกับอุณหภูมิมีให้ในวิดีโอ:

คุณต้องใส่ใจกับคุณสมบัติเช่นความเป็นตัวนำยิ่งยวดด้วย หากสภาพแวดล้อมเป็นปกติ เมื่อตัวนำเย็นตัวลง ความต้านทานก็จะลดน้อยลง กราฟด้านล่างแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิและความต้านทานไฟฟ้าแปรผันอย่างไรในสารปรอท

ตัวนำยิ่งยวดเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อวัสดุไปถึง อุณหภูมิวิกฤติ(ใกล้กับศูนย์ในหน่วยเคลวิน) ซึ่งความต้านทานลดลงอย่างรวดเร็วจนเหลือศูนย์

ก๊าซ

ก๊าซทำหน้าที่เป็นไดอิเล็กทริกและไม่สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ และเพื่อที่จะก่อตัวได้ จำเป็นต้องมีผู้ให้บริการชาร์จ บทบาทของพวกมันเล่นโดยไอออนและเกิดขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของปัจจัยภายนอก

การพึ่งพาสามารถแสดงได้ด้วยตัวอย่าง สำหรับการทดลองจะใช้การออกแบบเดียวกันกับการทดลองครั้งก่อน เฉพาะตัวนำเท่านั้นที่จะถูกแทนที่ด้วยแผ่นโลหะ จะต้องมีระหว่างพวกเขา พื้นที่ขนาดเล็ก. แอมป์มิเตอร์ควรระบุว่าไม่มีกระแสไฟฟ้า เมื่อวางคบเพลิงระหว่างแผ่น อุปกรณ์จะระบุกระแสที่ไหลผ่านตัวกลางที่เป็นก๊าซ

ด้านล่างนี้เป็นกราฟแสดงคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบัน การปล่อยก๊าซโดยที่ชัดเจนว่าการเติบโตของไอออไนซ์ในระยะเริ่มแรกเพิ่มขึ้นจากนั้นการพึ่งพากระแสบนแรงดันไฟฟ้ายังคงไม่เปลี่ยนแปลง (นั่นคือเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นกระแสจะยังคงเท่าเดิม) และ เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วความแรงของกระแสไฟฟ้าซึ่งนำไปสู่การสลายชั้นอิเล็กทริก

พิจารณาการนำของก๊าซในทางปฏิบัติ มีการใช้กระแสไฟฟ้าในก๊าซ หลอดฟลูออเรสเซนต์และโคมไฟ ในกรณีนี้ขั้วแคโทดและแอโนดจะวางอิเล็กโทรดสองตัวไว้ในขวดซึ่งมีอยู่ภายใน ก๊าซเฉื่อย. ปรากฏการณ์นี้ขึ้นอยู่กับก๊าซอย่างไร เมื่อเปิดหลอดไฟ เส้นใยทั้งสองจะร้อนขึ้นและปล่อยความร้อนออกมา ด้านในของหลอดไฟเคลือบด้วยสารเรืองแสงซึ่งปล่อยแสงที่เราเห็น ปรอทขึ้นอยู่กับสารเรืองแสงอย่างไร? เมื่อไอปรอทถูกโจมตีด้วยอิเล็กตรอน จะก่อให้เกิดรังสีอินฟราเรดซึ่งจะปล่อยแสงออกมา

หากใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่างแคโทดและแอโนด การนำก๊าซจะเกิดขึ้น

ของเหลว

ตัวนำกระแสไฟฟ้าในของเหลวคือแอนไอออนและแคตไอออนที่เคลื่อนที่เนื่องจากสนามไฟฟ้าภายนอก อิเล็กตรอนมีความนำไฟฟ้าน้อย พิจารณาการพึ่งพาความต้านทานต่ออุณหภูมิในของเหลว

อิเล็กโทรไลต์
แบตเตอรี่
แอมมิเตอร์

การพึ่งพาผลของอิเล็กโทรไลต์ต่อความร้อนถูกกำหนดโดยสูตร:

โดยที่ a คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิติดลบ

R ขึ้นอยู่กับการให้ความร้อน (t) อย่างไรแสดงในกราฟด้านล่าง:

ต้องคำนึงถึงการพึ่งพานี้เมื่อชาร์จแบตเตอรี่และแบตเตอรี่

เซมิคอนดักเตอร์

ความต้านทานขึ้นอยู่กับการให้ความร้อนในเซมิคอนดักเตอร์อย่างไร ก่อนอื่น เรามาพูดถึงเทอร์มิสเตอร์กันก่อน เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้าภายใต้อิทธิพลของความร้อน เซมิคอนดักเตอร์นี้มีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิ (TCR) ซึ่งเป็นลำดับความสำคัญที่สูงกว่าโลหะ ตัวนำทั้งบวกและลบมีลักษณะบางอย่าง

โดยที่: 1 คือ TCS น้อยกว่าศูนย์ 2 – TCS มากกว่าศูนย์

เพื่อให้ตัวนำ เช่น เทอร์มิสเตอร์เริ่มทำงาน จุดใดๆ ของลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันจะถือเป็นพื้นฐาน:

หากอุณหภูมิขององค์ประกอบน้อยกว่าศูนย์ ตัวนำดังกล่าวจะถูกใช้เป็นรีเลย์
เพื่อควบคุมกระแสที่เปลี่ยนแปลงตลอดจนอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าให้ใช้ส่วนเชิงเส้น

เทอร์มิสเตอร์ใช้ในการตรวจสอบและวัดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งดำเนินการที่ความถี่สูงพิเศษ ด้วยเหตุนี้ตัวนำเหล่านี้จึงถูกนำมาใช้ในระบบเช่น สัญญาณเตือนไฟไหม้การตรวจสอบความร้อนและการตรวจสอบปริมาณการใช้สื่อและของเหลวจำนวนมาก เทอร์มิสเตอร์ที่มี TCR น้อยกว่าศูนย์จะใช้ในระบบทำความเย็น

ตอนนี้เกี่ยวกับองค์ประกอบทางความร้อน ปรากฏการณ์ Seebeck ส่งผลต่อองค์ประกอบทางความร้อนอย่างไร การพึ่งพาอาศัยความจริงที่ว่าตัวนำดังกล่าวทำงานบนพื้นฐานของปรากฏการณ์นี้ เมื่ออุณหภูมิของทางแยกเพิ่มขึ้นตามการให้ความร้อน แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะปรากฏขึ้นที่ทางแยกของวงจรปิด ดังนั้นการพึ่งพาอาศัยกันจึงปรากฏและ พลังงานความร้อนกลายเป็นไฟฟ้า เพื่อให้เข้าใจกระบวนการนี้อย่างถ่องแท้ ฉันขอแนะนำให้อ่านคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการ

เมื่ออุณหภูมิของตัวนำเพิ่มขึ้น จำนวนการชนกันระหว่างอิเล็กตรอนอิสระกับอะตอมก็จะเพิ่มขึ้น เป็นผลให้มันลดลง ความเร็วเฉลี่ยการเคลื่อนที่ในทิศทางของอิเล็กตรอนซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของความต้านทานของตัวนำ

ในทางกลับกัน เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น จำนวนอิเล็กตรอนอิสระและไอออนต่อหน่วยปริมาตรของตัวนำจะเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้ความต้านทานของตัวนำลดลง

ขึ้นอยู่กับความเด่นของปัจจัยหนึ่งหรือปัจจัยอื่น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความต้านทานจะเพิ่มขึ้น (โลหะ) หรือลดลง (ถ่านหิน อิเล็กโทรไลต์) หรือยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเกือบ (โลหะผสม เช่น แมงกานีน)

เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย (0-100°C) ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นสัมพัทธ์ซึ่งสัมพันธ์กับความร้อน 1°C เรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน a จะคงที่สำหรับโลหะส่วนใหญ่

เมื่อกำหนดความต้านทานที่อุณหภูมิแล้ว เราสามารถเขียนนิพจน์สำหรับความต้านทานที่เพิ่มขึ้นโดยสัมพัทธ์เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจากเป็น: