Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

 

 

 

 

Глава 1. Постоянный электрический ток

 

§ 3. Электрический ток в металлах (продолжение)

Зависимость сопротивления металлического проводника от температуры

4. Для того чтобы установить зависимость сопротивления металлического проводника от температуры, проделаем опыт.

Соберём электрическую цепь, состоящую из источника тока, ключа, реостата, амперметра и куска медной проволоки, свёрнутой в спираль (рис. 8). Замкнув цепь, установим определённую силу тока в ней. При прохождении тока спираль будет нагреваться, и можно заметить, что сила тока в цепи уменьшится. Если заменить медную спираль на спираль из другого металла, то будет наблюдаться то же самое явление. Поскольку напряжение не менялось, а сила тока уменьшилась, можно сделать вывод: сопротивление металлического проводника увеличивается с повышением температуры.

    Соберём электрическую цепь

Это можно объяснить следующим образом. Сопротивление металлического проводника обусловлено тем, что электроны, участвуя в направленном движении под действием электрического поля, сталкиваются с ионами кристаллической решётки и передают им часть своей энергии. Одновременно электроны участвуют и в тепловом движении. При повышении температуры проводника увеличиваются скорость теплового движения электронов и амплитуда колебаний ионов в узлах кристаллической решётки, соответственно возрастает число соударений электронов с ионами и растёт сопротивление направленному движению электронов.

Зависимость сопротивления проводника от температуры выражается следующей формулой:

    R = R0( 1 + αt),

где R0 — сопротивление проводника при 0 °С, t — температура проводника в градусах Цельсия, R — сопротивление проводника при температуре t, α — температурный коэффициент сопротивления.

Температурным коэффициентом сопротивления называют величину, равную относительному изменению сопротивления проводника при нагревании на 1 °С (1 К).

Записанная зависимость справедлива и для удельного сопротивления проводника: ρ = ρ0(1 + αt), поскольку, как вам известно, где l — длина проводника, S — площадь его поперечного сечения.

Для чистых металлов значение температурного коэффициента сопротивления одинаково и равно 1/273 К-1. Подставив значение а в формулу зависимости сопротивления от температуры, получим R = αR0T, где Т — температура в кельвинах.

График зависимости сопротивления металлического проводника от температуры приведён на рисунке 9. Такой же вид имеет и R график зависимости удельного сопротивления от температуры.

    График зависимости сопротивления металлического проводника от температуры

<<< К началу      Окончание >>>

 

 

Рейтинг@Mail.ru