( عند زيادة درجة الحرارة تزداد مقاومة الموصلات بسبب )
زيادة مقاومة الموصلات الكهربائية مع درجة الحرارة
المقاومة هي مقياس لمعارضة مادة ما لتدفق التيار الكهربائي. وحدة المقاومة هي الأوم (Ω). كلما زادت مقاومة المادة، كان ذلك أكثر صعوبة لتدفق التيار من خلالها. وتعتمد مقاومة الموصل على العديد من العوامل، منها درجة الحرارة.
تأثير درجة الحرارة على مقاومة الموصلات
في معظم الموصلات، تزداد المقاومة مع زيادة درجة الحرارة. هذا لأن زيادة درجة الحرارة تسبب زيادة في اهتزاز ذرات الموصل. عندما تهتز الذرات أكثر، فمن المرجح أن تتفاعل مع الإلكترونات المتدفقة من خلال الموصل، مما يعيق تدفق التيار.
العلاقة بين درجة الحرارة والمقاومة خطية تقريبًا للمعادن النقية عند درجات حرارة منخفضة. ومع ذلك، بالنسبة للمعادن غير النقية والشوائب، قد تكون العلاقة أكثر تعقيدًا. في درجات حرارة منخفضة جدًا، قد تنخفض المقاومة مع زيادة درجة الحرارة بسبب تأثيرات ميكانيكا الكم.
العوامل التي تؤثر على زيادة مقاومة الموصلات مع درجة الحرارة
تتضمن العوامل التي تؤثر على زيادة مقاومة الموصلات مع درجة الحرارة ما يلي:
- نوع المادة: تختلف معاملات درجة الحرارة للمقاومة للمواد المختلفة.
- درجة الحرارة الأولية: تكون معاملات درجة الحرارة للمقاومة غير خطية، مما يعني أنها تتغير مع درجة الحرارة.
- الشوائب: يمكن للشوائب في الموصل أن تؤثر على معامل درجة حرارة المقاومة.
- المجال المغناطيسي: يمكن أن يؤثر المجال المغناطيسي على مقاومة الموصلات.
- التشوهات الميكانيكية: يمكن أن تؤثر التشوهات الميكانيكية على المقاومة.
التطبيقات العملية
تستخدم العلاقة بين درجة الحرارة والمقاومة في مجموعة متنوعة من التطبيقات العملية، بما في ذلك:
- أجهزة استشعار درجة الحرارة: يمكن استخدام المقاومات الحساسة لدرجة الحرارة لقياس درجة الحرارة.
- التعويض عن درجة الحرارة: يمكن استخدام المقاومات لتعويض التغيرات في المقاومة الناجمة عن درجة الحرارة في الدوائر الإلكترونية.
- الأجهزة الحساسة للتيار: تُستخدم المقاومات الحساسة للتيار لقياس التيار الكهربائي.
أنواع الموصلات
تنقسم الموصلات إلى نوعين رئيسيين:
- الموصلات الفلزية: وهي عادةً معادن ذات مقاومة منخفضة ومعامل درجة حرارة موجب للمقاومة.
- الموصلات غير الفلزية: وهي عادة مواد بوليمرية أو سيراميك ذات مقاومة عالية ومعامل درجة حرارة سالب للمقاومة.
تطبيقات الموصلات
تستخدم الموصلات في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك:
- الأسلاك والكابلات: تُستخدم الموصلات الفلزية في الأسلاك والكابلات لنقل الكهرباء.
- المقاومات: تُستخدم الموصلات في المقاومات لتوفير مقاومة محددة في الدوائر الكهربائية.
- الصمامات: تُستخدم الموصلات في الصمامات لحماية الدوائر الكهربائية من التيار الزائد.
استنتاج
تلعب مقاومة الموصلات دوراً هاماً في العديد من التطبيقات الكهربائية والإلكترونية. وتعتمد مقاومة الموصل على العديد من العوامل، منها درجة الحرارة. وفي معظم الحالات، تزداد مقاومة الموصلات مع زيادة درجة الحرارة. ويمكن استخدام هذه العلاقة في مجموعة متنوعة من التطبيقات العملية، مثل أجهزة استشعار درجة الحرارة والتعويض عن درجة الحرارة والأجهزة الحساسة للتيار.