పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో లోహాల నిరోధకత ఎలా మారుతుంది. శాస్త్రీయ ఎలక్ట్రానిక్ సిద్ధాంతంలో జూల్-లెంజ్ చట్టం
నిర్దిష్ట ప్రతిఘటన, అందువలన లోహాల నిరోధకత, ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఉష్ణోగ్రతతో పెరుగుతుంది. కండక్టర్ నిరోధకత యొక్క ఉష్ణోగ్రత ఆధారపడటం వాస్తవం ద్వారా వివరించబడింది
- ఛార్జ్ క్యారియర్ల వ్యాప్తి యొక్క తీవ్రత (ఘాతుకుల సంఖ్య) పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో పెరుగుతుంది;
- కండక్టర్ వేడి చేసినప్పుడు వాటి ఏకాగ్రత మారుతుంది.
చాలా ఎక్కువ మరియు చాలా తక్కువగా లేని ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఉష్ణోగ్రతపై రెసిస్టివిటీ మరియు కండక్టర్ నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటం సూత్రాల ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుందని అనుభవం చూపిస్తుంది:
\(~\rho_t = \rho_0 (1 + \alpha t) ,\) \(~R_t = R_0 (1 + \alpha t) ,\)
ఎక్కడ ρ 0 , ρ t - కండక్టర్ పదార్ధం యొక్క రెసిస్టివిటీ, వరుసగా, 0 °C వద్ద మరియు t°C; ఆర్ 0 , ఆర్ t - 0 °C వద్ద కండక్టర్ నిరోధకత మరియు t° С, α - నిరోధకత యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం: కెల్విన్ మైనస్ మొదటి శక్తి (K -1) లో SI లో కొలుస్తారు. మెటల్ కండక్టర్ల కోసం, ఈ సూత్రాలు 140 K మరియు అంతకంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల నుండి వర్తిస్తాయి.
ఉష్ణోగ్రత గుణకంపదార్ధం యొక్క ప్రతిఘటన పదార్ధం యొక్క రకంపై వేడి చేసినప్పుడు ప్రతిఘటనలో మార్పు యొక్క ఆధారపడటాన్ని వర్గీకరిస్తుంది. ఇది 1 K ద్వారా వేడి చేసినప్పుడు కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన (నిరోధకత)లో సాపేక్ష మార్పుకు సంఖ్యాపరంగా సమానంగా ఉంటుంది.
\(~\mathcal h \alpha \mathcal i = \frac(1 \cdot \Delta \rho)(\rho \Delta T) ,\)
ఇక్కడ \(~\mathcal h \alpha \mathcal i\) అనేది విరామం Δలో ప్రతిఘటన యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం యొక్క సగటు విలువ. Τ .
అన్ని మెటల్ కండక్టర్ల కోసం α > 0 మరియు ఉష్ణోగ్రతతో కొద్దిగా మారుతుంది. స్వచ్ఛమైన లోహాల కోసం α = 1/273 K -1. లోహాలలో, ఫ్రీ ఛార్జ్ క్యారియర్ల (ఎలక్ట్రాన్లు) గాఢత n= స్థిరత్వం మరియు పెరుగుదల ρ క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క అయాన్లపై ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల వికీర్ణం యొక్క తీవ్రత పెరుగుదల కారణంగా సంభవిస్తుంది.
ఎలక్ట్రోలైట్ పరిష్కారాల కోసం α < 0, например, для 10%-ного раствора поваренной соли α = -0.02 K -1 . ఎలక్ట్రోలైట్స్ నిరోధకత పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో తగ్గుతుంది, ఎందుకంటే అణువుల విచ్ఛేదనం కారణంగా ఉచిత అయాన్ల సంఖ్య పెరుగుదల ద్రావణి అణువులతో ఘర్షణ సమయంలో అయాన్ల వ్యాప్తిలో పెరుగుదలను మించిపోయింది.
డిపెండెన్సీ సూత్రాలు ρ మరియు ఆర్ఎలెక్ట్రోలైట్స్ కోసం ఉష్ణోగ్రతపై మెటల్ కండక్టర్ల కోసం పై సూత్రాలను పోలి ఉంటాయి. ఈ సరళ ఆధారపడటం ఒక చిన్న ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో మాత్రమే భద్రపరచబడిందని గమనించాలి, దీనిలో α = స్థిరము. పెద్ద ఉష్ణోగ్రత పరిధులలో, ఉష్ణోగ్రతపై ఎలక్ట్రోలైట్ నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటం నాన్ లీనియర్ అవుతుంది.
గ్రాఫికల్‌గా, ఉష్ణోగ్రతపై మెటల్ కండక్టర్‌లు మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ల నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటం గణాంకాలు 1, ఎ, బిలో చూపబడ్డాయి.
చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, సంపూర్ణ సున్నాకి దగ్గరగా (-273 °C), అనేక లోహాల ప్రతిఘటన అకస్మాత్తుగా సున్నాకి పడిపోతుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని అంటారు సూపర్కండక్టివిటీ. మెటల్ సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితికి వెళుతుంది.
ఉష్ణోగ్రతపై మెటల్ నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటం నిరోధక థర్మామీటర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది. సాధారణంగా, ప్లాటినం వైర్ అటువంటి థర్మామీటర్ యొక్క థర్మామెట్రిక్ బాడీగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఉష్ణోగ్రతపై దీని నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటం తగినంతగా అధ్యయనం చేయబడింది.
ఉష్ణోగ్రత మార్పులు వైర్ నిరోధకతలో మార్పుల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి, వీటిని కొలవవచ్చు. సంప్రదాయ ద్రవ థర్మామీటర్లు తగనివిగా ఉన్నప్పుడు ఇటువంటి థర్మామీటర్లు చాలా తక్కువ మరియు చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తాయి.
సాహిత్యం
అక్సెనోవిచ్ L. A. సెకండరీ స్కూల్‌లో ఫిజిక్స్: థియరీ. పనులు. పరీక్షలు: పాఠ్య పుస్తకం. సాధారణ విద్యను అందించే సంస్థలకు భత్యం. పర్యావరణం, విద్య / L. A. అక్సెనోవిచ్, N. N. రకినా, K. S. ఫారినో; Ed. K. S. ఫారినో. - Mn.: అడుకాట్సియా i వ్యాఖవన్నె, 2004. - P. 256-257.
ఉష్ణోగ్రతపై మెటల్ నిరోధకతపై ఆధారపడటం. సూపర్ కండక్టివిటీ. వైడెమాన్-ఫ్రాంజ్ చట్టం
నిర్దిష్ట ప్రతిఘటన పదార్ధం యొక్క రకాన్ని మాత్రమే కాకుండా, దాని స్థితిపై, ప్రత్యేకించి, ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇచ్చిన పదార్ధం యొక్క రెసిస్టివిటీ యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకాన్ని పేర్కొనడం ద్వారా ఉష్ణోగ్రతపై రెసిస్టివిటీ ఆధారపడటాన్ని వర్గీకరించవచ్చు:
ఇది ఒక డిగ్రీ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో ప్రతిఘటనలో సాపేక్ష పెరుగుదలను ఇస్తుంది.
|
ρ=ρ 0 (1+αt) (14.12)
ఇక్కడ ρ 0 అనేది 0ºС వద్ద రెసిస్టివిటీ, ρ అనేది ఉష్ణోగ్రత tºС వద్ద దాని విలువ.
ప్రతిఘటన యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం సానుకూలంగా లేదా ప్రతికూలంగా ఉంటుంది. అన్ని లోహాలకు, పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో నిరోధకత పెరుగుతుంది, అందువలన లోహాలకు
α >0. అన్ని ఎలక్ట్రోలైట్ల కోసం, లోహాల వలె కాకుండా, వేడిచేసినప్పుడు ప్రతిఘటన ఎల్లప్పుడూ తగ్గుతుంది. పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో గ్రాఫైట్ నిరోధకత కూడా తగ్గుతుంది. అటువంటి పదార్ధాల కోసం α<0.
లోహాల విద్యుత్ వాహకత యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ సిద్ధాంతం ఆధారంగా, ఉష్ణోగ్రతపై కండక్టర్ నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటాన్ని వివరించడం సాధ్యపడుతుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, దాని నిరోధకత పెరుగుతుంది మరియు దాని విద్యుత్ వాహకత తగ్గుతుంది. వ్యక్తీకరణను విశ్లేషించడం (14.7), విద్యుత్ వాహకత ప్రసరణ ఎలక్ట్రాన్ల ఏకాగ్రత మరియు సగటు ఉచిత మార్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని మేము చూస్తాము. <ℓ>
, అనగా మరింత <ℓ>
, ఎలక్ట్రాన్ల క్రమబద్ధమైన కదలికకు తక్కువ జోక్యాలు ఎదురవుతాయి. విద్యుత్ వాహకత సగటు ఉష్ణ వేగానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది <υ τ >
. థర్మల్ వేగం అనులోమానుపాతంలో పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో పెరుగుతుంది, ఇది విద్యుత్ వాహకతలో తగ్గుదలకు మరియు కండక్టర్ల రెసిస్టివిటీలో పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. సూత్రాన్ని (14.7) విశ్లేషించడం ద్వారా, కండక్టర్ రకంపై γ మరియు ρ ఆధారపడటాన్ని వివరించడం కూడా సాధ్యపడుతుంది.
1-8ºK క్రమం యొక్క అతి తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, కొన్ని పదార్ధాల నిరోధకత బిలియన్ల సార్లు పడిపోతుంది మరియు ఆచరణాత్మకంగా సున్నా అవుతుంది.
1911లో డచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త జి. కమెర్లింగ్-ఒన్నెస్ తొలిసారిగా కనుగొన్న ఈ దృగ్విషయాన్ని అంటారు. సూపర్కండక్టివిటీ . ప్రస్తుతం, సూపర్ కండక్టివిటీ అనేక స్వచ్ఛమైన మూలకాలలో (సీసం, టిన్, జింక్, పాదరసం, అల్యూమినియం మొదలైనవి), అలాగే ఈ మూలకాల యొక్క పెద్ద సంఖ్యలో మిశ్రమాలలో ఒకదానితో ఒకటి మరియు ఇతర మూలకాలతో స్థాపించబడింది. అంజీర్లో. మూర్తి 14.3 ఉష్ణోగ్రతపై సూపర్ కండక్టర్ల నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటాన్ని క్రమపద్ధతిలో చూపుతుంది.
సూపర్ కండక్టివిటీ సిద్ధాంతాన్ని 1958లో ఎన్.ఎన్. బోగోలియుబోవ్. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం, సూపర్ కండక్టివిటీ అనేది ఒక క్రిస్టల్ లాటిస్‌లో ఒకదానికొకటి మరియు లాటిస్ అణువులతో ఢీకొనకుండా ఎలక్ట్రాన్ల కదలిక. అన్ని వాహక ఎలక్ట్రాన్లు ఒకదానితో ఒకటి లేదా లాటిస్‌తో సంకర్షణ చెందకుండా, అస్పష్టమైన ఆదర్శ ద్రవం యొక్క ఒక ప్రవాహం వలె కదులుతాయి, అనగా. ఘర్షణను అనుభవించకుండా. కాబట్టి, సూపర్ కండక్టర్ల నిరోధకత సున్నా. ఒక బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రం, ఒక సూపర్ కండక్టర్‌లోకి చొచ్చుకుపోయి, ఎలక్ట్రాన్‌లను విక్షేపం చేస్తుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహం యొక్క "లామినార్ ప్రవాహానికి" అంతరాయం కలిగిస్తుంది, ఎలక్ట్రాన్లు లాటిస్‌తో ఢీకొనేలా చేస్తుంది, అనగా. ప్రతిఘటన పుడుతుంది.
సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితిలో, ఎలక్ట్రాన్ల మధ్య శక్తి క్వాంటా మార్పిడి చేయబడుతుంది, ఇది కూలంబ్ వికర్షక శక్తుల కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్ల మధ్య ఆకర్షణీయమైన శక్తుల సృష్టికి దారితీస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, పరస్పరం పరిహారం పొందిన అయస్కాంత మరియు యాంత్రిక కదలికలతో ఎలక్ట్రాన్ల జతల (కూపర్ జతలు) ఏర్పడతాయి. ఇటువంటి జతల ఎలక్ట్రాన్లు ప్రతిఘటన లేకుండా క్రిస్టల్ లాటిస్‌లో కదులుతాయి.
సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో ఒకటి సూపర్ కండక్టింగ్ వైండింగ్‌తో విద్యుదయస్కాంతాలలో ఉపయోగించడం. సూపర్ కండక్టివిటీని నాశనం చేసే క్లిష్టమైన అయస్కాంత క్షేత్రం లేనట్లయితే, అటువంటి విద్యుదయస్కాంతాల సహాయంతో సెంటీమీటర్‌కు పదుల మరియు వందల మిలియన్ల ఆంపియర్‌ల అయస్కాంత క్షేత్రాలను పొందడం సాధ్యమవుతుంది. సాంప్రదాయ విద్యుదయస్కాంతాలను ఉపయోగించి ఇంత పెద్ద స్థిరమైన క్షేత్రాలను పొందడం అసాధ్యం, ఎందుకంటే దీనికి భారీ శక్తులు అవసరమవుతాయి మరియు వైండింగ్ అటువంటి పెద్ద శక్తులను గ్రహించినప్పుడు ఉత్పన్నమయ్యే వేడిని తొలగించడం ఆచరణాత్మకంగా అసాధ్యం. సూపర్ కండక్టింగ్ విద్యుదయస్కాంతంలో, ప్రస్తుత మూలం యొక్క విద్యుత్ వినియోగం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు వైండింగ్‌ను హీలియం ఉష్ణోగ్రత (4.2ºK)కి చల్లబరచడానికి విద్యుత్ వినియోగం అదే ఫీల్డ్‌లను సృష్టించే సాంప్రదాయ విద్యుదయస్కాంతం కంటే నాలుగు ఆర్డర్‌ల మాగ్నిట్యూడ్ తక్కువగా ఉంటుంది. ఎలక్ట్రానిక్ గణిత యంత్రాల (క్రయోట్రానిక్ మెమరీ మూలకాలు) కోసం మెమరీ వ్యవస్థలను రూపొందించడానికి సూపర్ కండక్టివిటీ కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.
1853లో, వైడెమాన్ మరియు ఫ్రాంజ్ ప్రయోగాత్మకంగా దీనిని స్థాపించారు అదే ఉష్ణోగ్రత వద్ద అన్ని లోహాలకు ఉష్ణ వాహకత λ విద్యుత్ వాహకత γ నిష్పత్తి ఒకే విధంగా ఉంటుంది మరియు వాటి థర్మోడైనమిక్ ఉష్ణోగ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
విద్యుత్ వాహకత వంటి లోహాలలో ఉష్ణ వాహకత ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ల కదలిక కారణంగా ఉంటుందని ఇది సూచిస్తుంది. ఎలక్ట్రాన్లు మోనాటమిక్ వాయువును పోలి ఉంటాయని మేము ఊహిస్తాము, వాయువుల గతి సిద్ధాంతం ప్రకారం, ఉష్ణ వాహకత గుణకం సమానంగా ఉంటుంది
>>భౌతికశాస్త్రం: ఉష్ణోగ్రతపై కండక్టర్ నిరోధకతపై ఆధారపడటం
వివిధ పదార్ధాలు వివిధ రెసిస్టివిటీలను కలిగి ఉంటాయి (§ 104 చూడండి). ప్రతిఘటన కండక్టర్ యొక్క స్థితిపై ఆధారపడి ఉంటుందా? దాని ఉష్ణోగ్రత మీద? అనుభవం సమాధానం ఇవ్వాలి.
మీరు బ్యాటరీ నుండి కరెంట్‌ను స్టీల్ కాయిల్ ద్వారా పంపి, ఆపై దానిని బర్నర్ మంటలో వేడి చేయడం ప్రారంభించినట్లయితే, అమ్మీటర్ కరెంట్‌లో తగ్గుదలని చూపుతుంది. దీని అర్థం ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు, కండక్టర్ యొక్క నిరోధకత మారుతుంది.
0 ° C కు సమానమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంటే, కండక్టర్ యొక్క నిరోధకత సమానంగా ఉంటుంది R0, మరియు ఉష్ణోగ్రత వద్ద tఅది సమానం ఆర్, అప్పుడు ప్రతిఘటనలో సాపేక్ష మార్పు, అనుభవం చూపినట్లుగా, ఉష్ణోగ్రతలో మార్పుకు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది t:
అనుపాత కారకం α
అని పిలిచారు నిరోధకత యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం. ఇది ఉష్ణోగ్రతపై ఒక పదార్ధం యొక్క నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటాన్ని వర్గీకరిస్తుంది. ప్రతిఘటన యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం సంఖ్యాపరంగా 1 K ద్వారా వేడి చేయబడినప్పుడు కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటనలో సాపేక్ష మార్పుకు సమానంగా ఉంటుంది. అన్ని మెటల్ కండక్టర్లకు గుణకం α
> 0 మరియు ఉష్ణోగ్రతతో కొద్దిగా మారుతుంది. ఉష్ణోగ్రత మార్పుల పరిధి తక్కువగా ఉంటే, అప్పుడు ఉష్ణోగ్రత గుణకం స్థిరంగా పరిగణించబడుతుంది మరియు ఈ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో దాని సగటు విలువకు సమానంగా ఉంటుంది. స్వచ్ఛమైన లోహాల కోసం α ≈
1/273 K -1 . యు ఎలక్ట్రోలైట్ పరిష్కారాల యొక్క, నిరోధకత పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో పెరగదు, కానీ తగ్గుతుంది. వారి కోసం α
< 0. Например, для 10%-ного раствора поваренной соли α ≈
-0.02 K -1 .
కండక్టర్ వేడి చేసినప్పుడు, దాని రేఖాగణిత కొలతలు కొద్దిగా మారుతాయి. కండక్టర్ యొక్క నిరోధకత ప్రధానంగా దాని నిరోధకతలో మార్పుల కారణంగా మారుతుంది. మీరు ఫార్ములా (16.1)లో విలువలను ప్రత్యామ్నాయం చేస్తే ఉష్ణోగ్రతపై ఈ రెసిస్టివిటీ ఆధారపడటాన్ని మీరు కనుగొనవచ్చు. 
. లెక్కలు క్రింది ఫలితానికి దారితీస్తాయి:
ఎందుకంటే α
కండక్టర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు కొద్దిగా మారుతుంది, అప్పుడు కండక్టర్ యొక్క రెసిస్టివిటీ ఉష్ణోగ్రతపై సరళంగా ఆధారపడి ఉంటుందని మనం భావించవచ్చు ( Fig.16.2).
పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో, క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క నోడ్‌ల వద్ద అయాన్ల కంపనాల వ్యాప్తి పెరుగుతుంది, కాబట్టి ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు వాటితో తరచుగా ఢీకొంటాయి, తద్వారా కదలిక దిశను కోల్పోతాయి అనే వాస్తవం ద్వారా నిరోధకత పెరుగుదలను వివరించవచ్చు. గుణకం అయినప్పటికీ α
చాలా చిన్నది, తాపన పరికరాలను లెక్కించేటప్పుడు ఉష్ణోగ్రతపై నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ఖచ్చితంగా అవసరం. అందువలన, ఒక ప్రకాశించే దీపం యొక్క టంగ్స్టన్ ఫిలమెంట్ యొక్క ప్రతిఘటన కరెంట్ దాని గుండా వెళుతున్నప్పుడు 10 రెట్లు ఎక్కువ పెరుగుతుంది.
రాగి-నికెల్ మిశ్రమం (కాన్స్టాన్టన్) వంటి కొన్ని మిశ్రమాలు చాలా చిన్న ఉష్ణోగ్రత గుణకం నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి: α
≈ 10 -5 K -1 ; కాన్స్టాన్టన్ యొక్క రెసిస్టివిటీ ఎక్కువగా ఉంటుంది: ρ
≈ 10 -6 Ohm m. ఇటువంటి మిశ్రమాలు ప్రామాణిక ప్రతిఘటనల తయారీకి మరియు కొలిచే పరికరాలకు అదనపు ప్రతిఘటనల కోసం ఉపయోగించబడతాయి, అనగా ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గులతో ప్రతిఘటన గమనించదగ్గ విధంగా మారదని అవసరమైన సందర్భాలలో.
ఉష్ణోగ్రతపై మెటల్ నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటం ఉపయోగించబడుతుంది నిరోధక థర్మామీటర్లు. సాధారణంగా, అటువంటి థర్మామీటర్ యొక్క ప్రధాన పని మూలకం ప్లాటినం వైర్, ఉష్ణోగ్రతపై దీని నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటం బాగా తెలుసు. ఉష్ణోగ్రత మార్పులు వైర్ నిరోధకతలో మార్పుల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి, వీటిని కొలవవచ్చు.
సంప్రదాయ ద్రవ థర్మామీటర్లు తగనివిగా ఉన్నప్పుడు ఇటువంటి థర్మామీటర్లు చాలా తక్కువ మరియు చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తాయి.
లోహాల నిరోధకత పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో సరళంగా పెరుగుతుంది. ఎలక్ట్రోలైట్ పరిష్కారాల కోసం ఇది పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో తగ్గుతుంది.
???
1. లైట్ బల్బ్ ఎప్పుడు ఎక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తుంది: దాన్ని ఆన్ చేసిన వెంటనే లేదా కొన్ని నిమిషాల తర్వాత?
2. ఎలక్ట్రిక్ స్టవ్ స్పైరల్ యొక్క ప్రతిఘటన ఉష్ణోగ్రతతో మారకపోతే, రేట్ చేయబడిన శక్తిలో దాని పొడవు ఎక్కువ లేదా తక్కువగా ఉండాలి?
G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, ఫిజిక్స్ 10వ తరగతి
పాఠం కంటెంట్ పాఠ్య గమనికలుసపోర్టింగ్ ఫ్రేమ్ లెసన్ ప్రెజెంటేషన్ యాక్సిలరేషన్ మెథడ్స్ ఇంటరాక్టివ్ టెక్నాలజీస్ సాధన టాస్క్‌లు మరియు వ్యాయామాలు స్వీయ-పరీక్ష వర్క్‌షాప్‌లు, శిక్షణలు, కేసులు, అన్వేషణలు హోంవర్క్ చర్చ ప్రశ్నలు విద్యార్థుల నుండి అలంకారిక ప్రశ్నలు దృష్టాంతాలు ఆడియో, వీడియో క్లిప్‌లు మరియు మల్టీమీడియాఛాయాచిత్రాలు, చిత్రాలు, గ్రాఫిక్స్, పట్టికలు, రేఖాచిత్రాలు, హాస్యం, ఉపమానాలు, జోకులు, కామిక్స్, ఉపమానాలు, సూక్తులు, క్రాస్‌వర్డ్‌లు, కోట్స్ యాడ్-ఆన్‌లు సారాంశాలుఆసక్తికరమైన క్రిబ్స్ పాఠ్యపుస్తకాల కోసం కథనాలు ఉపాయాలు ఇతర పదాల ప్రాథమిక మరియు అదనపు నిఘంటువు పాఠ్యపుస్తకాలు మరియు పాఠాలను మెరుగుపరచడంపాఠ్యపుస్తకంలోని లోపాలను సరిదిద్దడంపాఠ్యపుస్తకంలో ఒక భాగాన్ని నవీకరించడం, పాఠంలో ఆవిష్కరణ అంశాలు, పాత జ్ఞానాన్ని కొత్త వాటితో భర్తీ చేయడం ఉపాధ్యాయులకు మాత్రమే పరిపూర్ణ పాఠాలుసంవత్సరానికి క్యాలెండర్ ప్రణాళిక; పద్దతి సిఫార్సులు; చర్చా కార్యక్రమాలు ఇంటిగ్రేటెడ్ లెసన్స్ఈ పాఠం కోసం మీకు దిద్దుబాట్లు లేదా సూచనలు ఉంటే,
కండక్టర్‌లో కదిలే ఎలక్ట్రాన్లు క్రిస్టల్ లాటిస్ యొక్క అయాన్లతో సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు తద్వారా అవి విద్యుత్ క్షేత్రంలో పొందే శక్తిలో కొంత భాగాన్ని కోల్పోతాయి అనే వాస్తవం లోహాల నిరోధకత.
లోహాల నిరోధకత ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుందని అనుభవం చూపిస్తుంది. ప్రతి పదార్థాన్ని దాని స్థిరమైన విలువతో వర్ణించవచ్చు, అంటారు ప్రతిఘటన యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం α. ఈ గుణకం 1 K ద్వారా వేడి చేయబడినప్పుడు కండక్టర్ యొక్క రెసిస్టివిటీలో సాపేక్ష మార్పుకు సమానం: α =
ఇక్కడ ρ 0 అనేది T 0 = 273 K (0°C) ఉష్ణోగ్రత వద్ద రెసిస్టివిటీ, ρ అనేది ఇచ్చిన ఉష్ణోగ్రత T వద్ద రెసిస్టివిటీ. కాబట్టి, ఉష్ణోగ్రతపై మెటల్ కండక్టర్ యొక్క రెసిస్టివిటీ యొక్క ఆధారపడటం ఒక సరళ ఫంక్షన్ ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది: ρ = ρ 0 (1+ αT).
ఉష్ణోగ్రతపై నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటం అదే ఫంక్షన్ ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది:
R = R 0 (1+ αT).
స్వచ్ఛమైన లోహాల నిరోధకత యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకాలు ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా చాలా తక్కువగా ఉంటాయి మరియు 0.004 K -1కి సమానంగా ఉంటాయి. ఉష్ణోగ్రతలో మార్పుతో కండక్టర్ల ప్రతిఘటనలో మార్పు వారి ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం సరళంగా ఉండదు అనే వాస్తవానికి దారి తీస్తుంది. కండక్టర్ల ఉష్ణోగ్రత గణనీయంగా మారుతున్న సందర్భాల్లో ఇది ప్రత్యేకంగా గుర్తించదగినది, ఉదాహరణకు ఒక ప్రకాశించే దీపం పనిచేస్తున్నప్పుడు. ఫిగర్ దాని వోల్ట్-ఆంపియర్ లక్షణాన్ని చూపుతుంది. ఫిగర్ నుండి చూడగలిగినట్లుగా, ఈ సందర్భంలో ప్రస్తుత బలం వోల్టేజ్‌కు నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉండదు. అయితే, ఈ ముగింపు ఓం నియమానికి విరుద్ధంగా ఉందని అనుకోకూడదు. ఓం యొక్క చట్టంలో రూపొందించబడిన ఆధారపడటం మాత్రమే చెల్లుతుంది స్థిరమైన ప్రతిఘటనతో.ఉష్ణోగ్రతపై మెటల్ కండక్టర్ల నిరోధకత యొక్క ఆధారపడటం వివిధ కొలిచే మరియు ఆటోమేటిక్ పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. వాటిలో ముఖ్యమైనది నిరోధక థర్మామీటర్. రెసిస్టెన్స్ థర్మామీటర్ యొక్క ప్రధాన భాగం సిరామిక్ ఫ్రేమ్‌పై ప్లాటినం వైర్ గాయం. వైర్ ఒక మాధ్యమంలో ఉంచబడుతుంది, దీని ఉష్ణోగ్రత నిర్ణయించాల్సిన అవసరం ఉంది. ఈ వైర్ యొక్క ప్రతిఘటనను కొలవడం మరియు t 0 = 0 °C వద్ద దాని నిరోధకతను తెలుసుకోవడం ద్వారా (అంటే. R 0),చివరి సూత్రాన్ని ఉపయోగించి మాధ్యమం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను లెక్కించండి.
సూపర్ కండక్టివిటీ.అయితే, 19వ శతాబ్దం చివరి వరకు. కండక్టర్ల నిరోధకత చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల ప్రాంతంలో ఉష్ణోగ్రతపై ఎలా ఆధారపడి ఉంటుందో తనిఖీ చేయడం అసాధ్యం. 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో మాత్రమే. డచ్ శాస్త్రవేత్త జి. కమెర్లింగ్ ఒన్నెస్ వాయువును ఘనీభవించడానికి అత్యంత కష్టతరమైన హీలియంను ద్రవ స్థితిగా మార్చగలిగాడు. ద్రవ హీలియం యొక్క మరిగే స్థానం 4.2 K. ఇది చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబడినప్పుడు కొన్ని స్వచ్ఛమైన లోహాల నిరోధకతను కొలవడం సాధ్యమైంది.
1911లో, కమెర్లింగ్ ఒన్నెస్ యొక్క పని ఒక పెద్ద ఆవిష్కరణతో ముగిసింది. పాదరసం నిరంతరం చల్లబడటం వల్ల దాని నిరోధకతను అధ్యయనం చేస్తూ, 4.12 K ఉష్ణోగ్రత వద్ద పాదరసం యొక్క ప్రతిఘటన అకస్మాత్తుగా సున్నాకి పడిపోయిందని అతను కనుగొన్నాడు. తదనంతరం, అనేక ఇతర లోహాలు సంపూర్ణ సున్నాకి దగ్గరగా ఉన్న ఉష్ణోగ్రతలకు చల్లబడినప్పుడు అదే దృగ్విషయాన్ని అతను గమనించగలిగాడు. ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద లోహం ద్వారా విద్యుత్ నిరోధకత పూర్తిగా కోల్పోయే దృగ్విషయాన్ని సూపర్ కండక్టివిటీ అంటారు.
అన్ని పదార్థాలు సూపర్ కండక్టర్లుగా మారవు, కానీ వాటి సంఖ్య చాలా పెద్దది. అయినప్పటికీ, వాటిలో చాలా వాటి వినియోగానికి ఆటంకం కలిగించే ఆస్తిని కలిగి ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది. చాలా స్వచ్ఛమైన లోహాలకు, అవి బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉన్నప్పుడు సూపర్ కండక్టివిటీ అదృశ్యమవుతుందని తేలింది. అందువల్ల, ఒక సూపర్ కండక్టర్ ద్వారా గణనీయమైన విద్యుత్ ప్రవహించినప్పుడు, అది దాని చుట్టూ ఒక అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది మరియు దానిలో సూపర్ కండక్టివిటీ అదృశ్యమవుతుంది. అయినప్పటికీ, ఈ అడ్డంకి అధిగమించదగినదిగా మారింది: కొన్ని మిశ్రమాలు, ఉదాహరణకు, నియోబియం మరియు జిర్కోనియం, నియోబియం మరియు టైటానియం మొదలైనవి, అధిక కరెంట్ విలువలలో వాటి సూపర్ కండక్టివిటీని నిర్వహించే ఆస్తిని కలిగి ఉన్నాయని కనుగొనబడింది. ఇది సూపర్ కండక్టివిటీని మరింత విస్తృతంగా ఉపయోగించేందుకు అనుమతించింది.
పరమాణువులు మరియు అయాన్ల యొక్క గతిశక్తి పెరుగుతుంది, అవి సమతౌల్య స్థానాల చుట్టూ మరింత బలంగా డోలనం చేయడం ప్రారంభిస్తాయి మరియు ఎలక్ట్రాన్‌లకు స్వేచ్ఛా కదలికకు తగినంత స్థలం లేదు.