☰ Mundarija · Fizika

Vakuumda tok va metallar qarshiligi

Darslar 41–42 · 2 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 10-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2017
42

Metall o‘tkazgichlar qarshiligining temperaturaga bog‘liqligi

Darslik: 154–156-betlar
MaqsadMetallar qarshiligining temperaturaga bog‘liqligini (R = R₀(1 + αΔt)), qarshilikli termometrni va o‘ta o‘tkazuvchanlik hodisasini bilish.
Yangi so‘zlar
qarshilikning temperatura koeffitsiyenti · temperature coefficient of resistanceqarshilikli termometr · resistance thermometero‘ta o‘tkazuvchanlik · superconductivitykritik temperatura · critical temperature
Tushuntirish

Metallarda temperatura ortganda kristall panjara ionlarining tebranishlari kuchayadi, elektronlar ular bilan ko‘proq to‘qnashadi, tartibli harakat tezligi va tok kamayadi – qarshilik ortadi. Tajriba: lampaga ketma-ket ulangan temir spiral qizdirilsa, lampa xiraroq yonadi. Bog‘lanish: R = R₀(1 + αΔt), ρ = ρ₀(1 + αΔt), bunda R₀, ρ₀ – 0 °C dagi qiymatlar, α – qarshilikning temperatura koeffitsiyenti (toza metallar uchun taxminan 0,004 °C⁻¹; nixrom uchun juda kichik ≈ 0,0002 °C⁻¹). Bu bog‘lanishdan qarshilikli termometrda foydalaniladi (platina: yuqori aniqlik, juda keng diapazon). Juda past temperaturada ba’zi moddalarning qarshiligi kritik temperaturada sakrab nolga tushadi – o‘ta o‘tkazuvchanlik (X. Kamerling-Onnes, 1911, simob ≈ 4,2 K). Bunday o‘tkazgichda tok manbasiz uzoq vaqt oqishi mumkin. 1957-yilda hodisaning nazariyasi yaratildi (Bardin, Kuper, Shrifer; N. Bogolyubov ham hissa qo‘shgan), 1986–1987-yillardan boshlab kritik temperaturasi ancha yuqori (≈ 90 K va undan ortiq, ya’ni suyuq azot temperaturasidan baland) materiallar topildi. Qo‘llanilishi: kuchli magnitlar (tomograf, tezlatgichlar), kam yo‘qotishli tok uzatish.

Namunalar
Mis sim R₀ = 10 Ω (0 °C da), α ≈ 0,004 °C⁻¹. 100 °C da R = 10(1 + 0,004·100) = 10·1,4 = 14 Ω.
Volfram spiral (α = 0,005 °C⁻¹): 0 °C da R₀ = 20 Ω, yonib turganda R = 220 Ω. 11 = 1 + 0,005Δt, Δt = 10/0,005 = 2000 °C – cho‘g‘lanma lampa spiralining ish temperaturasi.
Sinfda faoliyat

Faqat hisob bilan va o‘qituvchi nazoratida: R = R₀(1 + αΔt) bo‘yicha misning qarshiligini 0, 50, 100 °C uchun hisoblab, grafik chizing. Qizdirilgan simlar va qaynoq suv bilan o‘zingiz tajriba o‘tkazmang; suyuq azot va geliy bilan faqat mutaxassis ishlaydi.

Mashq
1
Nima uchun metallarning qarshiligi qizdirilganda ortadi?
2
R₀ = 50 Ω, α = 0,004 °C⁻¹, Δt = 50 °C. R necha Ω?
3
Platina sim 0 °C da 100 Ω, 100 °C da 139 Ω. α taxminan nimaga teng? (o‘nli kasr, °C⁻¹)
4
O‘ta o‘tkazuvchanlik nima?