Металдардағы электр кедергісінің температураға тәуелділігі, асқын өткізгіштік. Физика, 8 сынып, қосымша материал.

Металдардағы электр кедергісінің температураға тәуелділігі, асқын өткізгіштік

Оқу мақсаты: Металл өткізгіштердегі электр тогын және оның кедергісінің температураға тәуелділігін сипаттау

Теориялық материал

Өткізгіштің кедергісі R оның өлшемдері мен материалына тәуелді екенін білеміз.

Өткізгіштің кедергісі оның температурасына тәуелді бола ма? Бұл сүраққа жауап беру үшін мынадай тәжірибені жасайық.

Спираль сияқты иілген темір сымды ток көзі және амперметрге қосылған тізбекке тізбектей қосамыз Амперметрдің көрсетуін анықтап алып, спиральді шамның жалынына ұстап қыздырамыз. Спираль қызған сайын, амперметр тізбектегі токтың азайғанын көрсетеді.

Демек, кызғанда темір сымның кедергісі артады. Темір спиральді баска металдан жасалған өткізгішпен ауыстыра отырып, қыздырған кезде барлық металдардың кедергісінің артатынын байқаймыз.

Кейбір таза металдардың кедергісі әжептәуір, ал корытпаларда кедергі аз артады. Температура артқанда, кедергісі ешкандай өзгермейтін арнайы қорытпалар да бар. Оларға константан мен манганин жатады. Оларды эталондарды, реостаттар мен басқа да аспаптарды дайындауға пайдаланады. Қыздырғанда, кедергінің өсу себебі өткізгіштің температурасы артқанда, кристалдык тордың түйіндеріндегі иондар тербелісінің күшеюі болып табылады. Нәтижесінде электрондар иондармен жиірек соқтығысады. Бұл олардың өткізгіштегі бағытталған қозғалысына кедергі жасайды, сондықтан кедергі артып, ток кемиді.

Өткізгіш кедергісінің температураға тәуелділігі былай анықталады:

R = R₀( 1+αt)

мүндағы R— өткізгіштің кедергісі; R₀ — өткізгіштің 0°С-тағы кедергісі; α—кедергінің температуралық коэффициенті. Ол өткізгіш затының электрлік қасиеттерінің температураға тәуелділігін сипаттайды.

Асқын өткізгіштік деп таза металдардың (мысалы, мырыштың, алюминийдің, қалайының, сынаптың, қорғасынның) және бірқатар қоспалардың кедергісінің абсолют нөлге жақын температураларда кенет нөлге дейін төмендеу құбылысын айтады.

Асқын өткізгіштіктің үлкен практикалық мәні бар. Асқын өткізгіштік күйінде тұйықталған өткізгіштегі ток күші, кедергінің болмауы салдарынан, шексіз ұзақ уақыт бойы сақталады. 1925 жылы мыс сақинамен жасалған тәжірибеде тіпті 2,5 жыл өтсе де, сақинадағы ток күшінің ешқандай кемімегені байқалған.

Қазіргі таңда Күннің магнит өрісінен он мың есе күшті магнит өрісін беретін өте куатты асқын өткізгішті электрмагниттер жасалған.