Методика эксперимента. Характер зависимости сопротивления проводников от температуры определяется физической природой проводника

Характер зависимости сопротивления проводников от температуры определяется физической природой проводника. Проводники по проводимости делятся на две группы – первого и второго рода. В проводниках первого рода – металлах, прохождение электрического тока не связанно с переносом вещества. В проводниках второго рода – электролитах, электрический ток вызывает протекание химических реакций и перенос вещества.

Сопротивление металлов не полностью объясняется в рамках классической теории электропроводимости, базирующейся на понятии электронного газа. Зависимость сопротивления металлов от температуры может быть объяснена лишь в рамках квантовой теории электропроводимости, с учетом волновых свойств электронов.

Поскольку рассеяние электронов в кристаллической решётке металлов пропорционально температуре, следовательно сопротивление проводников также изменяется с изменением температуры. Характер этой зависимости описывается соотношением

, (2.33)

где – сопротивление при С; t – температура проводника; a – температурный коэффициент сопротивления.

Для температур, много меньших температуры плавления металлов, соотношение (2.33) принимает вид , отсюда .

Наиболее простым методом измерения электрического сопротивления является метод моста Уитстона, принцип работы которого был описан в лабораторной работе №6.

Рассчитаем термический коэффициент сопротивления для любых значений температур. Для этого, используя соотношения

и ,

получим выражение: . (2.34)