g9f-1.1· Fəsil 1: Müxtəlif mühitlərdə elektrik cərəyanı· ~12 dəq

Metallarda elektrik cərəyanı

Sərbəst elektronlar və müqavimətin temperaturdan asılılığı

Klassik elektron nəzəriyyəsinə görə metalda elektrik cərəyanını sərbəst elektronlar daşıyır. Metal kristal qəfəsində valent elektronlar atomlardan ayrılaraq sərbəst hərəkət edir və elektrik sahəsi tətbiq edildikdə nizamlı sürüşmə hərəkəti edərək cərəyan yaradır. Metalın müqaviməti temperaturdan asılıdır: temperatur artdıqca qəfəs ionlarının istilik rəqsləri güclənir, elektronlarla toqquşmalar artır və müqavimət böyüyür. Bu asılılıq R=R0(1+αt)R = R_0(1 + \alpha t) düsturu ilə ifadə olunur; burada R0R_0 — 0°C-də müqavimət, α\alpha — müqavimətin temperatur əmsalı, tt — Selsi temperaturudur.

📌Nümunə

Məsələn: R0=10R_0 = 10 Ω, α=0,004\alpha = 0{,}004 1/°C, t=50t = 50°C olduqda R=10⋅(1+0,004⋅50)=10⋅1,2=12R = 10 \cdot (1 + 0{,}004 \cdot 50) = 10 \cdot 1{,}2 = 12 Ω alınır. Deməli, temperatur artdıqca metalın müqaviməti artır.

Əsas terminlər

Sərbəst elektronlar — Metal atomlarından ayrılaraq qəfəsin içində sərbəst hərəkət edən valent elektronlar; metalda cərəyanı məhz onlar daşıyır.
Klassik elektron nəzəriyyəsi — Metalda elektrik cərəyanının sərbəst elektronların yönəlmiş hərəkəti ilə yaranmasını izah edən nəzəriyyə.
Kristal qəfəs — Düyünlərində müsbət ionların yerləşdiyi nizamlı quruluş; ionlar temperatur artdıqca daha güclü istilik rəqsi edir.
Müqavimət (RR) — Keçiricinin cərəyana göstərdiyi əks təsir; metalda temperaturdan asılıdır. Vahidi Om (Ω).
Müqavimətin temperatur əmsalı (α\alpha) — Temperatur 1°C dəyişdikdə müqavimətin nisbi dəyişməsini göstərən kəmiyyət; metalda α>0\alpha > 0. Vahidi 1/°C.
Nizamlı sürüşmə hərəkəti — Elektrik sahəsi tətbiq olunduqda elektronların xaotik hərəkətinin üzərinə əlavə olunan yönəlmiş hərəkət; cərəyanı bu yaradır.
Kəmiyyətlər və vahidlər
KəmiyyətİşarəVahid
0°C-də müqavimətR0R_0Om (Ω)
tt-də müqavimətRROm (Ω)
Temperatur əmsalıα\alpha1/°C
Selsi temperaturutt°C

Əsas düstur: R=R0(1+αt)R = R_0(1 + \alpha t).

Metal və yarımkeçirici: temperatur artdıqda
MühitYük daşıyıcısıTemperatur artanda müqavimət
MetalSərbəst elektronlarArtır (α>0\alpha > 0)
YarımkeçiriciElektronlar və deşiklərAzalır

Metalda toqquşmalar artdığı üçün müqavimət böyüyür.

✎Qızdırılmış keçiricinin müqaviməti (düz məsələ)
  1. 1Verilənlər: R0=10R_0 = 10 Om, α=0,004\alpha = 0{,}004 1/°C, t=50t = 50°C.
  2. 2Düstur: R=R0(1+αt)R = R_0(1 + \alpha t).
  3. 3αt\alpha t hesabı: αt=0,004⋅50=0,2\alpha t = 0{,}004 \cdot 50 = 0{,}2.
  4. 4Yerinə qoyma: R=10⋅(1+0,2)=10⋅1,2R = 10 \cdot (1 + 0{,}2) = 10 \cdot 1{,}2.
  5. 5Cavab: R=12R = 12 Om.
✎0°C-dəki müqavimətin tapılması (tərs məsələ)
  1. 1Verilənlər: α=0,005\alpha = 0{,}005 1/°C, t=50t = 50°C, R=25R = 25 Om.
  2. 2Düstur: R=R0(1+αt)R = R_0(1 + \alpha t), buradan R0=R1+αtR_0 = \dfrac{R}{1 + \alpha t}.
  3. 3Mötərizə hesabı: 1+αt=1+0,005⋅50=1,251 + \alpha t = 1 + 0{,}005 \cdot 50 = 1{,}25.
  4. 4Bölmə: R0=251,25=20R_0 = \dfrac{25}{1{,}25} = 20.
  5. 5Cavab: R0=20R_0 = 20 Om.
🚫Tez-tez səhv

Müqavimətin azalması yarımkeçiricilərə aiddir. Metalda temperatur artanda müqavimət azalmır, əksinə artır.

⚠️Diqqət

İşarələri qarışdırma: R0R_0 — 0°C-dəki müqavimət, α\alpha — temperatur əmsalı (1/°C), tt — Selsi temperaturu (°C).

⚠️Diqqət

Əvvəlcə αt\alpha t hasilini tap, sonra mötərizəni topla. Məsələn αt=0,004⋅50=0,2\alpha t = 0{,}004 \cdot 50 = 0{,}2, 0,10{,}1 deyil.

💡Qeyd

t=0t = 0°C qoyduqda R=R0(1+0)=R0R = R_0(1 + 0) = R_0 olur; deməli R0R_0 keçiricinin 0°C-dəki müqavimətidir.

💡Qeyd

Qəfəs düyünlərində müsbət ionlar dayanır; sərbəst elektronlar isə onların arasında hərəkət edir.

Qaydalar

  1. 1Metalda cərəyanı sərbəst elektronlar daşıyır (klassik elektron nəzəriyyəsi).
  2. 2Müqavimətin temperaturdan asılılığı: R=R0(1+αt)R = R_0(1 + \alpha t).
  3. 3R0R_0 — 0°C-də müqavimət, α\alpha — temperatur əmsalı (1/°C), tt — Selsi temperaturu.
  4. 4Temperatur artdıqca metalın müqaviməti artır (α>0\alpha > 0).

Məşq

15 asan · 15 orta · 15 çətin

Hər testdə təsadüfi 10 sual seçilir

AsanOrtaÇətinQarışıq