سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
مقاومت ویژه یك ماده به دما بستگی دارد. در حالت كلی، مقاومت فلزات با زیاد شدن دما افزایش می‌یابد. ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : مجید محسنی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

اثر دما بر مقاومت

به دو تصویر زیر توجّه كنید. جنبش مولكول ها در كدام بیشتر است؟ دمای كدامیك بیشتر است؟ به نظر شما الكترون ها در تصویر سمت چپ راحت تر حركت می كنند یا تصویر سمت راست؟

مقاومت ویژه یك ماده به دما بستگی دارد. در حالت كلی، مقاومت فلزات با زیاد شدن دما افزایش می‌یابد. این مطلب دور از ذهن نیست، زیرا با افزایش دما، جنبش ملكول ها و اتم ها افزایش یافته و احتمال برخورد الكترون های در حال حركت با آن ها زیاد می‌شود، در نتیجه مقاومت ویژه جسم افزایش می‌یابد.

 

اگر دما در یك محدودة مشخص تغییر كند، آن گاه رابطه مقاومت ویژه جسم با دما به صورت زیر قابل بیان خواهد بود.

 

(1)

 

در این عبارت  و   مقاومت ویژه ماده در دماهای T و T0 می‌باشند.   در این رابطه ضریب دمایی مقاومت ویژه نام دارد. وقتی اندازه مقاومت با افزایش دما زیاد می‌شود،  مثبت خواهد بود (مثلاًًًًً برای تمام فلزات).

 

در بعضی مواد، افزایش دما باعث كاهش مقاومت ویژه می‌شود. این مواد عمدتاً نیم رسانا و نارسانا هستند. چه عاملی باعث می شود كه ضریب دمایی برای مواد نیم رسانا و نارسانا منفی باشد؟

 

اگر چه افزایش دما باعث ازدیاد جنبش ملكولی می‌شود، ولی پدیده‌ مهم دیگری نیز اتفاق می افتد. در این مواد، افزایش دما باعث می‌شود كه الكترون‌های در قید هسته به مقدار كافی انرژی به دست آورده و بتوانند از قید هسته آزاد شوند، بدین ترتیب، تعداد الكترون های آزاد افزایش ‌می یابد. این امر موجب كاهش مقاومت جسم می شود. به این علت  برای كربن، ژرمانیوم و سیلیسیوم منفی است.

 

با توجّه به رابطه ، اگر رابطه (1) را در ضرب كنیم به نتیجه زیر می رسیم:

 

 

در این عبارت R  و R0 مقاومت ماده در دمایو T0 می‌باشد، این رابطه نشان می دهد كه چگونه می توان اندازه مقاومت را در هر دمایی به دست می آورد.

 

اثر دما بر مقاومت

در مثال زیر مقاومت ویژه و اثر دما بر آن بررسی می شود.

 

شكل سمت راست یك اجاق برقی را نشان می‌دهد.

 

طول قطعه گرم كن در این اجاق 1m/1 و سطح مقطع آن  3/1*10-6 m2می‌باشد. بر اثر عبور جریان، این قطعه گرم می‌شود. 

 

اثر دما بر مقاومت

مقاومت ویژه گرم كن در دمایبرابر  و ضریب دمایی ویژه آن برابر است با:

 

 

مقاومت گرمكن را در دمای  به دست آورید.

 

راهنمایی:

با استفاده از رابطه ابتدا مقاومت ویژه گرمكن در دمای  به دست می‌آید. سپس به كمك رابطه مقاومت گرمكن در آن دما محاسبه می‌گردد.

 

حل:

مقاومت ویژه جسم در دمای  برابر است با:

 

 

با مشخص شدن مقدار مقاومت ویژه، می توان مقدار مقاومت را معلوم كرد:

 

 

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: مریم فروزان کیا

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین