Die Auswirkungen der Temperatur auf die Widerstands

Der Widerstand eines Objekts ist der Widerstand gegen den Fluss von elektrischem Strom durch sie. Es gibt zwei Faktoren , die diese Eigenschaft beeinflussen und sie beide auf der Materialtemperatur abhängen. Der Widerstand der meisten leitenden Materialien steigt , da sie wärmer , aber ein paar werden besser , weil ihre Leiter Widerstand sinkt, wenn sie erwärmen. Elektronen

Die Charakteristik aus einem leitfähigen Material , der seinen Widerstand niedrig macht, ist das Vorhandensein von freien Elektronen in der Atomstruktur . Diese Elektronen sind in der Lage , in Reaktion auf ein von außen angelegtes elektrisches Feld wandern, um elektrischen Strom zu erzeugen.
Leiter und Temperatur

Die normale Zufallsbewegung der Elektronen neigt , sich einzumischen mit Stromfluss und diese Bewegung ist proportional zu der Menge an Energie in den Atome, die direkt an die Umgebungstemperatur des Materials betrifft . Somit wird bei niedrigeren Temperaturen am Leiter haben einen geringeren Widerstand als die Temperatur steigt. Dies gilt für alle gängigen Metalle für elektrische Komponenten und Draht , wie Kupfer, Silber, Aluminium und Gold verwendet .
Halbleiter

Halbleiter sind eine Klasse von Materialien , die Strom nur teilweise durchführen , weil sie weit weniger Elektronen zur Stromleitung zur Verfügung zu haben . Obwohl die Bewegung der Elektronen reagiert auf Temperatur in der gleichen Weise Metalle zu tun, ist dieser Faktor nicht so bedeutsam wie die große Zunahme der Anzahl von freien Elektronen , wie sie heißer werden . Der Widerstand dieser Materialien , also untergeht , anstatt sich mit zunehmender Temperatur . Gemeinsamen Halbleitermaterialiensind die Silizium und Germanium in Transistoren und integrierten Schaltungen gefunden, aber Kohlenstoff zeigt auch diese Eigenschaft.
Temperaturkoeffizient

Die meisten Materialien eine ziemlich lineare Änderung Widerstand gegen die Temperatur , die Ingenieure beschreiben mit der konstanten genannt der Temperaturkoeffizient . Es ist positiv, in gute Leiter , weil der Widerstand steigt mit der Temperatur, und in Halbleitermaterialien , deren Widerstand sich in die entgegengesetzte Richtung der Koeffizient ist negativ.
Praktische Anwendungen

viele elektrische Schaltelemente und die Drähte , die sie verbinden, sind von Metallen mit positiven Koeffizienten gemacht . Um die Änderungen der Betriebseigenschaften entgegenwirken , wie sie sich erhitzen und halten die Schaltungen korrekt arbeitet , Geräte genannt Thermistoren mit negativen Temperaturkoeffizienten , um diesem Effekt entgegenzuwirken enthalten sie . Thermistoren auch als Sensorelemente in elektronischen Thermometer wegen ihrer vorhersehbaren Widerstandsänderung bei Temperaturschwankungen dienen .
Supraleitung

Wenn die Temperatur eines Leiters nähert absoluten Nullpunkt es ist ein Zustand der Supraleitung , wo der Widerstand theoretisch zu Null erreicht . Forscher sind sehr interessiert an diesem Phänomen , wie es deutet auf die Möglichkeit von elektrischen Energiespeicherung und Übertragung ganz ohne Verluste .