Температур нь цахилгаан ба дулаан дамжуулалтад нөлөөлдөг үү?

Цахилгаандамжуулагч yгэж зогсож байнаүндсэн параметрфизик, хими, орчин үеийн инженерчлэлийн чиглэлээр олон салбарт чухал нөлөө үзүүлж,их хэмжээний үйлдвэрлэлээс эхлээд хэт нарийн микроэлектроник хүртэл. Түүний амин чухал ач холбогдол нь тоо томшгүй олон цахилгаан болон дулааны системийн гүйцэтгэл, үр ашиг, найдвартай байдалтай шууд хамааралтай байдаг.

Энэхүү нарийвчилсан үзэсгэлэн нь хоорондын нарийн харилцааг ойлгох цогц гарын авлага болж өгдөгцахилгаан дамжуулах чанар (σ), дулаан дамжуулалт(κ), ба температур (T). Цаашилбал, бид онолын мэдлэг ба үйлдвэрлэлийн бодит хэрэглээний хоорондын зөрүүг арилгах мөнгө, алт, зэс, төмөр, уусмал, резин зэрэг энгийн дамжуулагчаас эхлээд тусгай хагас дамжуулагч ба тусгаарлагч хүртэл янз бүрийн материалын ангиллын цахилгаан дамжуулах чанарыг системтэйгээр судлах болно.

Энэ уншиж дууссаны дараа та бат бөх, нарийн ойлголттой болно-ийнньтемператур, дамжуулах чанар, дулааны хамаарал.

Агуулга:

1. Температур нь цахилгаан дамжуулах чанарт нөлөөлдөг үү?

2. Температур нь дулаан дамжуулалтад нөлөөлдөг үү?

3. Цахилгаан ба дулаан дамжилтын хоорондын хамаарал

4. Дамжуулах чадвар ба хлорид: гол ялгаа

I. Температур нь цахилгаан дамжуулах чанарт нөлөөлдөг үү?

"Температур нь цахилгаан дамжуулах чанарт нөлөөлдөг үү?" гэж тодорхой хариулав: Тийм.Температур нь цахилгаан ба дулаан дамжилтын аль алинд нь материалаас хамааралтай чухал нөлөө үзүүлдэг.Эрчим хүч дамжуулахаас эхлээд мэдрэгчийн ажиллагаа хүртэлх инженерийн чухал хэрэглээнд температур ба дамжуулалтын хамаарал нь бүрэлдэхүүн хэсгийн гүйцэтгэл, үр ашгийн хэмжээ, үйл ажиллагааны аюулгүй байдлыг тодорхойлдог.

Температур нь цахилгаан дамжуулах чанарт хэрхэн нөлөөлдөг вэ?

Температурыг өөрчлөх замаар дамжуулах чанарыг өөрчилдөгямар амарханэлектрон, ион гэх мэт цэнэг зөөгч, эсвэл дулааныг материалаар дамжуулдаг. Материалын төрөл бүрийн хувьд үр нөлөө нь өөр өөр байдаг. Энэ нь яг хэрхэн ажилладаг талаар тодорхой тайлбарласан:

1.Металл: температур өсөхөд цахилгаан дамжуулах чанар буурдаг

Бүх металууд нь хэвийн температурт амархан урсдаг чөлөөт электронуудаар дамждаг. Халах үед металлын атомууд илүү хүчтэй чичирдэг. Эдгээр чичиргээ нь саад болж, электронуудыг тарааж, урсгалыг удаашруулдаг.

Тодруулбал, температур нэмэгдэхийн хэрээр цахилгаан болон дулаан дамжуулалт тогтмол буурдаг. Өрөөний температурын ойролцоо цахилгаан дамжуулах чанар ихэвчлэн буурдаг1°C-ийн өсөлтөд ~0.4%.Үүний эсрэгээр,температур 80 хэм нэмэгдэхэд;металл алддаг25–30%тэдгээрийн анхны цахилгаан дамжуулах чанар.

Энэ зарчмыг үйлдвэрлэлийн боловсруулалтад өргөн ашигладаг, жишээлбэл, халуун орчин нь утаснуудын аюулгүй гүйдлийн хүчин чадлыг бууруулж, хөргөлтийн систем дэх дулааны зарцуулалтыг бууруулдаг.

2. Хагас дамжуулагчийн хувьд: дамжуулах чанар нь температурын дагуу нэмэгддэг

Хагас дамжуулагч нь материалын бүтцэд нягт холбогдсон электронуудаас эхэлдэг. Бага температурт цөөхөн нь гүйдэл дамжуулахаар хөдөлж чаддаг.Температур өсөхийн хэрээр дулаан нь электроныг салгаж, урсахад хангалттай энерги өгдөг. Дулаарах тусам илүү олон цэнэглэгч ашиглах боломжтой болно.дамжуулах чадварыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.

Илүү ойлгомжтой үгээр хэлбэл cОндуктив чанар огцом нэмэгдэж, ердийн мужид 10-15 хэм тутамд хоёр дахин нэмэгддэг.Энэ нь дунд зэргийн дулаанд ажиллахад тусалдаг боловч хэт халуун (илүүдэл гоожих) тохиолдолд асуудал үүсгэж болно, жишээлбэл, хагас дамжуулагчаар бүтээгдсэн чип өндөр температурт халсан тохиолдолд компьютер эвдэрч болзошгүй.

3. Электролит (батерей дахь шингэн эсвэл гель) -д дулаан дамжуулалт сайжирна

Зарим хүмүүс температур нь цахилгаан дамжуулалтын уусмалд хэрхэн нөлөөлдөг талаар гайхдаг бөгөөд энэ хэсгийг энд оруулав. Электролит нь уусмалаар дамжин ионуудыг дамжуулдаг бол хүйтэн нь шингэнийг өтгөрүүлж, удаашруулж, ионуудын хөдөлгөөнийг удаашруулдаг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр шингэн нь наалдамхай чанар багасдаг тул ионууд илүү хурдан тархаж, цэнэгийг илүү үр ашигтайгаар зөөдөг.

Ерөнхийдөө цахилгаан дамжуулах чанар нь 1 ° C тутамд 2-3% -иар нэмэгдэж, бүх зүйл дээд цэгтээ хүрдэг. Температур 40 хэмээс дээш өсөхөд цахилгаан дамжуулах чадвар ~30% буурдаг.

Та энэ зарчмыг бодит амьдрал дээр олж мэдэж болно, жишээ нь батерей зэрэг системүүд дулаанаар илүү хурдан цэнэглэгддэг, гэхдээ хэт халсан тохиолдолд гэмтэх эрсдэлтэй.

II. Температур нь дулаан дамжуулалтад нөлөөлдөг үү?

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр буюу дулаан нь материалаар хэр амархан хөдөлж байгааг харуулдаг хэмжигдэхүүн нь ихэнх хатуу биетүүдийн температур өсөхөд ихэвчлэн буурдаг ч материалын бүтэц, дулаан дамжуулах арга зэргээс хамаарч өөр өөр байдаг.

Металлуудад дулаан нь голчлон чөлөөт электронуудаар дамждаг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр атомууд илүү хүчтэй чичирч, эдгээр электронуудыг тарааж, тэдний замыг тасалдуулж, дулааныг үр ашигтай дамжуулах материалын чадварыг бууруулдаг.

Кристал тусгаарлагчид дулаан нь фонон гэж нэрлэгддэг атомын чичиргээгээр дамждаг. Илүү өндөр температур нь эдгээр чичиргээг эрчимжүүлж, атомуудын хооронд илүү олон удаа мөргөлдөж, дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийн тодорхой бууралтад хүргэдэг.

Харин хийн хувьд эсрэгээрээ тохиолддог. Температур нэмэгдэхийн хэрээр молекулууд илүү хурдан хөдөлж, илүү олон удаа мөргөлдөж, мөргөлдөөн хоорондын энергийг илүү үр дүнтэйгээр дамжуулдаг; иймээс дулаан дамжуулалт нэмэгддэг.

Полимер болон шингэний хувьд температур нэмэгдэхийн хэрээр бага зэрэг сайжрах нь элбэг байдаг. Дулаан нөхцөл нь молекулын гинжийг илүү чөлөөтэй хөдөлгөж, зуурамтгай чанарыг бууруулж, дулааныг материалаар дамжуулахад хялбар болгодог.

III. Цахилгаан ба дулаан дамжилтын хоорондын хамаарал

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр болон цахилгаан дамжуулах чанар хоёрын хооронд хамаарал бий юу? Та энэ асуултын талаар гайхаж магадгүй юм. Үнэн хэрэгтээ цахилгаан ба дулаан дамжилтын хооронд хүчтэй холбоо байдаг ч энэ холболт нь зөвхөн металл гэх мэт зарим төрлийн материалд л хамаатай.

1. Цахилгаан ба дулаан дамжилтын хоорондын хүчтэй хамаарал

Цэвэр металлын хувьд (зэс, мөнгө, алт гэх мэт) энгийн дүрмийг баримтална:Хэрэв материал цахилгаан дамжуулахдаа маш сайн бол дулаан дамжуулахдаа ч маш сайн байдаг.Энэ зарчим нь электрон хуваах үзэгдэл дээр суурилдаг.

Металлуудад цахилгаан ба дулааныг хоёуланг нь үндсэндээ ижил бөөмсөөр дамжуулдаг: чөлөөт электронууд. Ийм учраас өндөр цахилгаан дамжуулалт нь зарим тохиолдолд өндөр дулаан дамжуулалтад хүргэдэг.

Учир ньньцахилгаанурсгал,Хүчдэл өгөх үед эдгээр чөлөөт электронууд нэг чиглэлд хөдөлж, цахилгаан цэнэгийг тээдэг.

Энэ нь ирэхэдньдулаанурсгал, металлын нэг үзүүр нь халуун, нөгөө нь хүйтэн байдаг бөгөөд эдгээр ижил чөлөөт электронууд нь халуун бүсэд илүү хурдан хөдөлж, удаан электронууд болж мөргөлдөж, эрчим хүчийг (дулаан) хүйтэн бүс рүү хурдан шилжүүлдэг.

Энэхүү хуваалцсан механизм нь хэрэв метал маш их хөдөлгөөнтэй электронтой бол (энэ нь маш сайн цахилгаан дамжуулагч болдог) эдгээр электронууд нь мөн үр ашигтай "дулаан зөөгч" үүрэг гүйцэтгэдэг гэсэн үг юм.ньВидеман-ФранцХууль.

2. Цахилгаан ба дулаан дамжилтын хоорондын сул хамаарал

Цэнэг ба дулааныг өөр өөр механизмаар дамжуулдаг материалд цахилгаан ба дулаан дамжуулалтын хоорондын хамаарал сулардаг.

Материалын төрөл	Цахилгаан дамжуулах чанар (σ)	Дулаан дамжуулалт (κ)	Дүрэм бүтэлгүйтсэн шалтгаан
Тусгаарлагч(жишээ нь, резин, шил)	Маш бага (σ≈0)	Бага	Цахилгаан зөөвөрлөх чөлөөт электрон байхгүй. Дулааныг зөвхөн дамжуулдагатомын чичиргээ(удаан гинжин урвал гэх мэт).
Хагас дамжуулагч(жишээ нь, Цахиур)	Дунд зэрэг	Дундаас Өндөр	Электрон болон атомын чичиргээ хоёулаа дулааныг дамжуулдаг. Температурын нарийн төвөгтэй арга нь тэдний тоонд нөлөөлдөг энгийн металл дүрмийг найдваргүй болгодог.
Алмаз	Маш бага (σ≈0)	Маш өндөр(κ нь дэлхийд тэргүүлэгч)	Алмаз нь чөлөөт электронгүй (тусгаарлагч), гэхдээ түүний төгс хатуу атомын бүтэц нь атомын чичиргээг дулаан дамжуулах боломжийг олгодог.онцгой хурдан. Энэ бол материал нь цахилгааны гэмтэлтэй, харин дулааны аварга болох хамгийн алдартай жишээ юм.

IV. Дамжуулах чадвар ба хлорид: гол ялгаа

Цахилгаан дамжуулах чанар ба хлоридын концентраци хоёулаа чухал үзүүлэлт юмусны чанарын шинжилгээ, тэдгээр нь үндсэндээ өөр өөр шинж чанарыг хэмждэг.

Дамжуулах чадвар

Дамжуулах чадвар нь уусмалын цахилгаан гүйдлийг дамжуулах чадварыг илэрхийлдэг хэмжүүр юм. It хэмждэгбүх ууссан ионуудын нийт концентрациэерэг цэнэгтэй ионууд (катионууд) болон сөрөг цэнэгтэй ионууд (анионууд) багтдаг усанд.

Бүх ионууд, тухайлбал хлорид (Cl^-), натри (Na⁺), кальци (Ка²⁺), бикарбонат ба сульфат нь нийт дамжуулалтын m-д хувь нэмэр оруулдагсантиметр тутамд microSiemens (μS/cm) эсвэл миллиSiemens per cent (mS/cm)-ээр хэмжсэн.

Дамжуулах чадвар нь хурдан, ерөнхий үзүүлэлт юм-ийнНийтУуссан хатуу бодис(TDS) болон усны нийт цэвэршилт буюу давсжилт.

Хлоридын концентраци (Cl^-)

Хлоридын концентраци нь зөвхөн уусмалд агуулагдах хлоридын анионы тодорхой хэмжүүр юм.Энэ нь хэмждэгзөвхөн хлоридын ионуудын масс(Cl^-) ихэвчлэн натрийн хлорид (NaCl) эсвэл кальцийн хлорид (CaCl) зэрэг давснаас гаралтай₂).

Энэ хэмжилтийг титрлэх (жишээ нь, Аргентометрийн арга) эсвэл ион сонгомол электродууд (ISEs) гэх мэт тусгай аргуудыг ашиглан гүйцэтгэдэг.литр тутамд миллиграмм (мг/л) эсвэл сая дахь хэсэг (ppm).

Хлоридын түвшин нь аж үйлдвэрийн систем (уурын зуух эсвэл хөргөх цамхаг гэх мэт) зэврэлт үүсэх магадлалыг үнэлэх, ундны усны хангамжид давсжилтын нэвтрэлтийг хянахад чухал ач холбогдолтой.

Товчхондоо хлорид нь цахилгаан дамжуулах чанарт хувь нэмэр оруулдаг боловч дамжуулах чанар нь хлорид хамаарахгүй.Хэрэв хлоридын концентраци нэмэгдвэл нийт дамжуулалт нэмэгдэнэ.Гэсэн хэдий ч, хэрэв нийт дамжуулалт нэмэгдэх юм бол энэ нь хлорид, сульфат, натри эсвэл бусад ионуудын хослолын өсөлтөөс шалтгаалж болно.

Тиймээс цахилгаан дамжуулах чанар нь сайн шалгах хэрэгсэл болдог (жишээлбэл, цахилгаан дамжуулах чанар бага бол хлорид бага байх магадлалтай), гэхдээ зэврэлт эсвэл зохицуулалтын зорилгоор хлоридыг тусгайлан хянахын тулд зорилтот химийн туршилтыг ашиглах шаардлагатай.

Шуудангийн цаг: 2025-11-14