Почему сопротивление металлов увеличивается с ростом температуры проводника

Введение

Сопротивление – это одно из основных свойств материалов, которое описывает их способность сопротивляться току. В металлах сопротивление зависит от температуры проводника и изменяется при ее изменении. В данной статье рассмотрим, почему сопротивление металлов увеличивается с ростом температуры и какие процессы происходят внутри проводника.

Структура металлической решетки

В металлах атомы образуют кристаллическую решетку, в которой свободные электроны могут свободно двигаться. При нагревании проводника атомы начинают колебаться с большей амплитудой, что ослабляет связь с свободными электронами. В результате это затрудняет движение электронов и увеличивает сопротивление проводника.

С увеличением температуры происходит увеличение энергии тепловых колебаний атомов, что способствует возникновению дополнительных столкновений между свободными электронами и атомами. Эти столкновения приводят к рассеиванию электронов и увеличению сопротивления проводника.

Зависимость сопротивления от температуры

Почти все материалы обладают температурной зависимостью сопротивления. У металлов коэффициент температурной зависимости сопротивления положительный, что означает, что сопротивление увеличивается с повышением температуры. У полупроводников, напротив, коэффициент температурной зависимости отрицательный.

Это связано с различием в механизме транспорта зарядов в материалах. В металлах электроны движутся свободно, поэтому с увеличением температуры их средняя энергия увеличивается, что приводит к увеличению вероятности столкновений. При этом в полупроводниках изменение температуры влияет на концентрацию носителей заряда и их подвижность.

Термоэлектрический эффект

Помимо изменения сопротивления с ростом температуры, проявляется еще один интересный термоэлектрический эффект – это эффект Зеебека. Он заключается в возникновении разности потенциалов в проводнике, когда он нагревается. Этот эффект используется в термоэлектрических преобразователях и твердотельных охладителях.

Заключение

Таким образом, сопротивление металлов увеличивается с ростом температуры проводника из-за увеличения количества столкновений между свободными электронами и атомами в кристаллической решетке. Этот процесс является неразрывно связанным с изменением энергии тепловых колебаний вещества и является одним из ключевых моментов при проектировании электрических цепей и устройств.

Читайте также:  Легковые автомобили бывших соцстран: фактическая советская победа
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Krovlyakryshi.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Используйте промокод pari при регистрации и получите специальные предложения для новых игроков на сайте.