Зависимость сопротивления от температуры
Сопротивление металлического проводника при нагревании обычно увеличивается, а при охлаждении уменьшается. Поэтому температура влияет на ток в электрической цепи даже тогда, когда напряжение не меняется.
Формула для металлов
При небольшом изменении температуры сопротивление металлического проводника можно считать изменяющимся линейно. Температурный коэффициент сопротивления \(\alpha\) показывает, на какую долю начального сопротивления изменяется сопротивление при нагревании на \(1\ ^\circ\mathrm{C}\).
Здесь \(R_0\) — сопротивление при начальной температуре, \(R\) — сопротивление после изменения температуры, \(\Delta T=T-T_0\). Для металлов \(\alpha>0\). Если проводник охладить, то \(\Delta T<0\), и сопротивление уменьшится. Точные свойства материала характеризуют также его удельное электрическое сопротивление.
Медный провод имел сопротивление \(10\ \Omega\) при температуре \(20\ ^\circ\mathrm{C}\). При нагревании на \(50\ ^\circ\mathrm{C}\) его сопротивление увеличится, потому что для меди \(\alpha>0\). Значит, при том же напряжении сила тока уменьшится по закону Ома.
У металлических проводников сопротивление при нагревании увеличивается. У большинства полупроводников, напротив, сопротивление уменьшается, потому что при нагревании возрастает число свободных носителей заряда. Это связано с электропроводностью полупроводников, а не с правилом для металлов.
Что произойдёт с силой тока в металлическом проводнике, если напряжение постоянно, а проводник нагреть?
Главное
- У металлов при нагревании сопротивление увеличивается, а при охлаждении уменьшается.
- При небольшом изменении температуры используют формулу \(R=R_0(1+\alpha\Delta T)\).
- Если напряжение постоянно, рост сопротивления приводит к уменьшению силы тока.