Температурные коэффициенты сопротивления металлов
| Металл | a, 1/°С | Металл | a, 1/°С |
| Константан Манганин Никелин Нихром Фехраль Ртуть Латунь | 0,00002 0,00003 0,00003 0,0001 0,0002 0,0009 0,001 | Свинец Планина Серебро Цинк Алюминий Медь Вольфрам Железо | 0,003 0,004 0,004 0,004 0,0042 0,0043 0,0048 0,006 |
Задача 18.1. Для измерения температуры применили железную проволочку, имеющую при температуре t1 = 10 °С сопротивление R1 = 15 Ом. При некоторой температуре t2 она имела сопротивление R2 = 18,25 Ом. Найти эту температуру. Температурный коэффициент сопротивления железа a = 6,0×10–3 1/°С.
| t1 = 10 °С R1 = 15 Ом R2 = 18,25 Ом a = 6,0×10–3 1/°С | Решение. Согласно формуле (18.2)
R1 = R0(1 + at1), (1)
R2 = R0(1 + at2). (2)
Разделив (2) на (1), получим
|
| t2 = ? | |
.
Подставим численные значения:
.
Ответ: 
.
СТОП! Решите самостоятельно: А5, В7–В9, С3–С4.
Задача 18.2.Найти температуру t2 вольфрамовой нити лампочки, если при включении в сеть с напряжением U = 220 В по нити идет ток I = 0,68 А. При температуре t1 = 20 °С сопротивление нити R1 = 36 Ом. Температурный коэффициент сопротивления вольфрама a = 4,8×10–3 1/°С.
| U = 220 В I = 0,68 А R1 = 36 Ом t1 = 20 °С a = 4,8×10–3 1/°С | Решение. При температуре t2 сопротивление нити (по закону Ома) равно R2 = U/I. Согласно формуле (18.2) можем записать: R1 = R0(1 + at1), R2 = U/I = R0(1 + at2). Далее воспользуемся результатом задачи 18.1 и подставим в окончательный ответ вместо R2 величину U/I: |
| t2 = ? | |
Ответ: 
СТОП! Решите самостоятельно: В10–В12, С4, с6, С8.
Сверхпроводимость
Рис. 18.3
|
В 1911 г. голландский ученый Камерлинг-Оннес обнаружил, что при температурах, близких к абсолютному нулю, сопротивление некоторых веществ скачком падает до нуля (рис. 18.3). Это явление назвали сверхпроводимостью. Ток, возбужденный в кольце из сверхпроводника, может продолжаться месяцы и годы, не затухая после того, как источник убрали.
Примерно половина чистых металлов может переходить в сверхпроводящее состояние, а всего в настоящее время известно более тысячи сверхпроводников. Из чистых металлов наибольшей температурой перехода обладает ниобий (9,3 К), а у сплавов «рекордсменом» является соединение ниобия с германием (23,2 К).
В сильном магнитном поле сверхпроводимость исчезает. Чем дальше отстоит температура сверхпроводника от точки перехода, тем сильнее должно быть разрушающее магнитное поле. Таким разрушающим магнитным полем может быть и поле самого тока в сверхпроводнике. У некоторых сплавов удается сохранять сверхпроводимость при токе в несколько тысяч ампер.
До сих пор неизвестно, можно ли создать сверхпроводящие материалы при температурах, близких к комнатным. Создание таких материалов позволило бы передавать электроэнергию на любые расстояния без потерь. Однако уже теперь электромагниты со сверхпроводящими обмотками, охлажденными жидким гелием (температура кипения 4,2 К), часто используют в ускорителях элементарных частиц, в мощных генераторах тока и в некоторых других устройствах. Большое практическое значение имело бы создание материалов, способных сохранять сверхпроводящее состояние при температуре кипения легко доступного и дешевого жидкого азота 77 К.
В 1986 г. был открыт новый класс высокотемпературных сверхпроводников – керамики на основе смеси окислов некоторых металлов, и "температурные рекорды" продвигаются вверх с каждым годом, достигнув сейчас температур выше 120 К. При температурах выше точки перехода в сверхпроводящее состояние эти материалы представляют собой не металлы, а полупроводники. К сожалению, пока не удается сделать эти материалы достаточно технологичными и стабильно работающими, чтобы обеспечить их широкое практическое применение.
СТОП! Решите самостоятельно: В13.
Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 3791;