المقاومة مقابل درجة الحرارة

القاعدة العامة للعلاقة بين المقاومة ودرجة الحرارة هي أن العلاقة موجبة في المواد الموصلة ، حيث تزداد المقاومة مع درجة الحرارة ، والعكس في المواد العازلة ، فتتناقص مع درجة الحرارة. تُستخدم نظرية ميكانيكا الكم للمساعدة في فهم اعتماد المقاومة الكهربائية على درجة الحرارة أو ناقل الحركة ، فالمادة عبارة عن مجموعة من الجسيمات المجهرية تسمى “الذرات” ، والحزم الضوئية عبارة عن تيارات من الجسيمات المجهرية تسمى “الفوتونات”.

على غرار هذين المفهومين ، الاهتزازات الحرارية في المادة الصلبة عبارة عن أسراب من الجسيمات المجهرية تسمى “الفونونات” التي تتصادم باستمرار مع الإلكترونات التي تحاول عبور الطرف الموجب للبطارية في اتجاهات عشوائية ، مما يحبط محاولة تنظيم الإلكترونات. الحركة ضد المجال الكهربائي ، وهذا الانحراف ، أو تشتت الإلكترونات بسبب الفوتونات ، هو أحد مصادر المقاومة. مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد عدد الفوتونات وبالتالي احتمالية الاصطدام بالإلكترونات ، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة.

معادلة توضح العلاقة بين المقاومة ودرجة الحرارة

تعتمد المقاومة بشكل أساسي على جودة وطبيعة الموصل وتكوينه ، ولكنها تعتمد أيضًا على درجة الحرارة.عندما يكون تغير درجة الحرارة صغيرًا ، تتغير المقاومة خطيًا مع درجة الحرارة ، معبرًا عنها على النحو التالي:

(R = R _O (1 + A dt

حيث A هو معامل درجة حرارة المقاومة.

إذا أردنا صياغة المعادلة السابقة بحيث تكون المقاومة موضوع القانون ، فإنها تصبح من الشكل (R = RO (1 + A DT) ، وفي هذه الحالة يفترض أن الطول والمساحة لا يختلفان مع وأن معامل التمدد الخطي أصغر بكثير من معامل درجة الحرارة للمقاومة ، ولهذا السبب لم يتم استخدام هذه المعادلة ، يفضل العلماء الابتعاد عن هذا الافتراض.

مفهوم المقاومة

فهم المقاومة (المقاومة) إنه مقياس لمقاومة التيار الكهربائي للتدفق في دائرة ، على عكس القياس بالأوم () بواسطة الفيزيائي الألماني جورج سيمون أوم ، الذي تخصص في العلاقة بين الجهد والتيار والمقاومة. العلاقة ، وصياغتها معادلة قانون أوم ، خلص إلى أن جميع المواد توفر مقاومة للتيار الكهربائي. بطريقة ما ، تنقسم هذه المقاومة إلى فئتين رئيسيتين:

• الموصل: مادة ذات مقاومة منخفضة جدًا للتيار الكهربائي بحيث يمكن للإلكترونات أن تتحرك بسهولة من خلالها ، مثل الفضة والنحاس والذهب والألمنيوم.
• العوازل: هي مواد عالية المقاومة تتدفق فيها الإلكترونات بطرق محدودة للغاية ، مثل المطاط والورق والزجاج والخشب والبلاستيك.

بشكل عام ، كلما انخفضت المقاومة ، زاد تدفق التيار ، وأحيانًا تكون المقاومة في العازل منخفضة لسبب ما ، وقد يكون ذلك ضررًا من الرطوبة أو ارتفاع درجة الحرارة ، ستكتب الشركة المصنعة للمقاومات قيمتها على لوحة اسم المكون أو في الدليل كمرجع.

ملحوظات:

قيم المقاوم ليست دائما موجبة. في بعض المواد ، مثل السيليكون ، يكون معامل درجة الحرارة للمقاومة سالبًا ، وبالتالي تقل قيمة المقاومة مع زيادة درجة الحرارة. تؤدي زيادة درجة حرارة هذه المادة إلى إطلاق المزيد من حاملات الشحنة ، وهو ما يرتبط بزيادة التيار الكهربائي. من خلال هذه الخاصية ، يمكن صنع مقاوم تكون مقاومته مستقلة تقريبًا عن درجة الحرارة ، حيث يتكون المقاوم من مقاومين متصلين في سلسلة ؛ أحدهما له معامل درجة حرارة موجب والآخر له معامل درجة حرارة سالب ، قيم المقاومة يتم اختياره بطريقة تسمح للمقاومين بتعويض الزيادة في المقاومة التي يواجهها أحد المقاومات عن طريق انخفاض المقاومة التي يعاني منها المقاوم الآخر عندما تتغير درجة الحرارة.

المراجعين

1. ،تم استرجاعه في 26 يناير 2022.يحرر.
2. ، تم استرداده في 26/1/2022. ^، تم استرجاعه في 26 يناير 2022.يحرر.
3. ، تم استرجاعه في 26/1/2022. ، تم استرجاعه في 26 يناير 2022.يحرر.