Презентация по теме "Зависимость сопротивление проводника от температуры" 11 класс физика

Зависимость сопротивления проводника от температуры Физика 11 класс

Анализ формулы удельного сопротивления Ранее полученная формула   Видно, что удельное сопротивление обратно пропорционально времени между столкновениями электронов с ионами кристаллической решетки С увеличением температуры это время будет увеличиваться, покажем это модели.

Модель движения электронов по проводнику. 3

Зависимость и график зависимости Где ρ0 – удельное сопротивление при t0=20⁰C (T0=273 K); ∆T=T-T0; α – температурный коэффициент сопротивления (ТКС) Линейная зависимость справедлива в сравнительно   небольшом интервале температур. Для большинства чистых металлов

Термосопротивление По значению сопротивления (силы тока) можно определить температуру, что используется при измерении температуры в диапазоне недоступном жидкостным термометрам. От – 50 до +1200°С

Полупроводники — материалы, по своей удельной проводимости занимающие промежуточное место между проводниками и диэлектриками Рассмотрим кристаллическую решетку кремния (Si) Kремний четырёхвалентен — на внешней электронной  оболочке атома кремния расположены четыре  валентных электрона. Каждый из этих четырёх  электронов готов образовать общую электронную  пару с валентным электроном другого атома.  Так и происходит! Однако валентные электроны отнюдь не «привязаны намертво» к соответствующим парам атомов.

Полупроводники При достаточно низких температурах полупроводники близки к диэлектрикам — они не проводят электрический ток. При повышении температуры тепловые колебания атомов кремния становятся интенсивнее, и энергия  валентных электронов возрастает. У некоторых электронов энергия достигает значений, достаточных  для разрыва ковалентных связей. Такие электроны покидают свои атомы и  становятся свободными (или электронами проводимости) — точно так же, как в металле.  Свободные электроны «Дырки» – пустые места электронов

Полупроводники При увеличении температуры полупроводника свободных электронов и дырок становится больше, концентрация (n) их увеличивается   Следовательно удельное сопротивление полупроводника при увеличении температуры уменьшается!!

Задачи Задача 1. Сопротивление медного провода при температуре 0⁰С равно 4 Ом. Найдите его сопротивление при 50⁰С, если температурный коэффициент сопротивления меди (ТКС) α=4,3*10-3 К-1 Дано: T0=0⁰C=273 К R0=4 Ом T1=50⁰C=323 K α=4,3*10-3 K-1 R-?

Задачи Задача 2. Сопротивление проводника при 20⁰C равно 25 Ом, а при 35⁰С - 25,17 Ом. Найдите температурный коэффициент сопротивления. Дано: ∆T1=20⁰C=20 К R1=25 Ом ∆T2=35⁰C=35 K R2 =25,17 Ом Два сопротивления две формулы: Отношение двух формул:       α-?     Свойство пропорции:

Задачи Задача 2. Сопротивление проводника при 20⁰C равно 25 Ом, а при 35⁰С - 25,17 Ом. Найдите температурный коэффициент сопротивления. Вычисления Дано: : ∆T1=20⁰C=20   К R1=25 Ом ∆T2=35⁰C=35 K R2 =25,17 Ом α-?

Задачи Задача 3. Сопротивление стального проводника при температуре t1=10⁰C R1=10 Ом. Найдите при какой температуре его сопротивление увеличится на 1%. Температурный коэффициент сопротивления стали 6*10-3 К-1 Дано: ∆T1=10⁰C=10 К R1=10 Ом R2 =1,01*R1=10,1 Омα= 6*10-3 K-1 ∆T2-? Два сопротивления две формулы: Свойство пропорции:         Отношение двух Отношение двух формул: формул:

Задачи Задача 3. Сопротивление стального проводника при температуре t1=10⁰C R1=10 Ом. Найдите при какой температуре его сопротивление увеличится на 1%. Температурный коэффициент сопротивления стали 6*10-3 К-1 Дано: ∆T1=10⁰C=10 К R1=10 Ом R2 =1,01*R1=10,1 Омα= 6*10-3 K-1 ∆T2-?

Задачи Задача 4. Сопротивление вольфрамовой нити лампы накаливания при 20⁰С равно 20 Ом. Температурный коэффициент сопротивления вольфрама 4,6 * 10-3 К-1 . Найдите температуру нити накала лампы при включении ее в сеть с напряжением 220 В и силой тока 1 А Решение похоже на решение предыдущей задачи! Только сопротивление R2 можно найти   =220 Ом Дано: ∆T1=20⁰C=20 К R1=20 Ом U =220 В I = 1 Аα= 4,6*10-3 K-1∆T2-?

Задачи Задача 4. Сопротивление вольфрамовой нити лампы накаливания при 20⁰С равно 20 Ом. Температурный коэффициент сопротивления вольфрама 4,6 * 10-3 К-1 . Найдите температуру нити накала лампы при включении ее в сеть с напряжением 220 В и силой тока 1 А Вычисление: Дано: ∆T1=20⁰C=20 К R1=20 Ом U =220 В I = 1 Аα= 4,6*10-3 K-1∆T2-?     К

Задачи Задача 5. При нагревании проводника S его сопротивление возрастает на ∆R. Зная плотность вещества d, удельное сопротивление ρ проводника и удельную теплоемкость c, найдите изменение его внутренней энергии. Дано: S ∆ R d Ρ c∆W-? Изменение внутренней энергии происходит за счет нагревания проводника ∆W=Q=cm∆T Найдем сначала ∆T           Поэто му

Задачи Задача 5. При нагревании проводника S его сопротивление возрастает на ∆R. Зная плотность вещества d, удельное сопротивление ρ проводника и удельную теплоемкость c, найдите изменение его внутренней энергии. Дано: S ∆ R d Ρ c∆W-? Продолжени е По формуле сопротивления         Масса проводника Подставим полученные выражения в формулу изменения энергии