¿Cuál es el efecto de la temperatura sobre la resistencia de los aisladores y conductores?

Answer 1

La resistencia aumenta, en el caso del conductor, con el aumento de la temperatura y disminuye, en el caso del aislante, debido al aumento de la temperatura.

En caso de conductor, la banda de cenefa y la banda de conducción se superponen entre sí. Entonces, hay electrones en exceso en la banda de conducción de un conductor. Cuando aumenta la temperatura, más electrones irán a la banda de conducción desde la banda de cenefa absorbiendo la energía. Por lo tanto, la banda de conducción se llena y habrá más colisión entre los electrones, lo que aumenta la resistencia. Entonces, con el aumento de la temperatura, aumenta la resistencia del conductor.

Pero en el caso del aislante, hay una gran brecha de energía entre las dos bandas. Entonces, si el aumento de temperatura es alto, los electrones irán a la banda superior. Pero como no está lleno debido a la menor cantidad de electrones, la conductancia aumentará debido a la disponibilidad de electrones libres en la banda de conducción. Entonces, la resistencia disminuye con el aumento de la temperatura en el aislante.

Answer 2

Sabemos que la resistividad = m / (nte ^ 2)

mye son propiedades de los electrones y permanecen constantes.

RIELES
En metales, es decir, el número de electrones en el volumen unitario del conductor es casi independiente de la temperatura. Sin embargo, es decir, el tiempo de relajación varía con la temperatura. Cuando aumenta la temperatura, aumenta la velocidad térmica de los electrones y también aumenta la amplitud de vibración de los iones positivos dentro del conductor de metal, sobre sus posiciones medias. Por lo tanto, las colisiones entre los electrones y los iones metálicos positivos se vuelven más frecuentes y esto disminuye el tiempo de relajación, t, lo que lleva a un aumento de la resistividad del conductor.

Además, el coeficiente de temperatura de los metales es positivo.

SEMICONDUCTORES
El número de electrones libres en una unidad de volumen del semiconductor aumenta exponencialmente con un aumento de la temperatura. Esto compensa con creces la pequeña disminución de t, el tiempo de relajación. Además, el coeficiente de temperatura es negativo. Así, la resistividad disminuye con un aumento de temperatura en los semiconductores.

ELECTROLITOS
A medida que aumenta la temperatura, los enlaces interiónicos se debilitan bien a medida que disminuye la viscosidad. Así, los iones pueden moverse más libremente. Por lo tanto, la resistividad disminuye con un aumento de la temperatura en los electrolitos. El coeficiente de temperatura es negativo aquí.

Aleaciones
Para las aleaciones, la resistividad es muy alta. La resistividad del nicromo tiene una dependencia muy baja de la temperatura. La resistividad de la manganina es casi independiente de la temperatura. A 0 K de temperatura, mientras que los metales tienen una resistividad casi nula, las aleaciones aún tienen algo de resistividad residual.

FUENTE DE IMAGEN: NCERT Clase 12 Física parte 1

Answer 3

La resistencia de un conductor aumenta con un aumento de la temperatura. Deje que la resistencia de un conductor a 0 ° C sea R •

Deje que la resistencia del conductor a t ° C sea Rt.

Luego, Rt-R • (1 + αt), donde ‘α’ se conoce como el “coeficiente de temperatura definirlo de resistencia”.

Los metales puros tienen un coeficiente de resistencia a la temperatura positivo. Es decir, la resistencia de los metales aumenta con un aumento de la temperatura.

Las aleaciones tienen un coeficiente de resistencia a la temperatura muy inferior. Entonces, la resistencia de aleaciones como Manganin y Constantan varía muy poco con un aumento de la temperatura. Debido a esta propiedad, se utilizan para hacer resistencias estándar.

Los semiconductores como germanio, silicio y conductores defectuosos como vidrio, agua pura, etc., tienen un coeficiente de temperatura negativo. La resistencia de estos materiales disminuye con un aumento de la temperatura.

Answer 4

No tengo idea de los aislantes.

En los conductores, a medida que aumenta la temperatura, la red vibra más para crear más obstáculos al camino de los electrones a medida que aumenta la temperatura. Esto provoca una reducción de la corriente y sentimos que la resistencia ha aumentado con la temperatura. El número de electrones disponibles en los metales permanece constante a todas las temperaturas normales.

En los semiconductores, hay más electrones disponibles para transportar corriente a medida que aumenta la temperatura, por lo que su resistencia disminuye con el aumento de la temperatura.

Answer 5

Una corriente eléctrica es un flujo de carga eléctrica. En electricidad … Dado que la corriente puede ser el flujo de cargas positivas o negativas. El magnetismo también puede producir corrientes eléctricas.
El protón puede conducir electricidad en gases ionizados (plasma) y … En los aceleradores de partículas como el LHC, un haz de protones circula en un circuito cerrado, produciendo una corriente.
La conducción de protones también se ha observado en el nuevo tipo de conductores de protones para celdas de combustible: cristales de plástico iónico orgánico prótico (POIPC), tales como perfluorobutanosulfonato de 1,2,4-triazolio y metanosulfonato de imidazolio.
En particular, se alcanza una alta conductividad iónica de 10 mS / cm a 185 ° C en la fase plástica del metanosulfonato de imidazolio.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/ …
Sin superconductor, la corriente de flujo depende de la diferencia de potencial pero no de los electrones libres. Porque sin diferencia de potencial, no hay corriente que fluya a través del conductor o aislante. La corriente fluye a través de aisladores sin efecto térmico.
Como la resistividad de un material se da como
ρ = m / ne2t
Esto muestra que la resistividad está relacionada con la densidad numérica n de electrones libres en el material y el tiempo de relajación t. La variación de la resistividad del material con la temperatura es diferente en diferentes materiales y se analiza a continuación:
(a) Metales: en la mayoría de los metales, la densidad numérica n de electrones libres no cambia con la temperatura, pero un aumento en la temperatura aumenta la amplitud de la vibración de los iones reticulares del metal. Por lo tanto, la colisión de electrones libres con iones o átomos mientras se desplaza hacia el extremo positivo del conductor se vuelve más frecuente, lo que resulta en una disminución en el tiempo de relajación. Por lo tanto, la resistividad del conductor aumenta con el aumento de la temperatura. A baja temperatura, la resistividad aumenta a una mayor potencia de T.
Se encuentra que la dependencia de la temperatura de la resistividad de un metal está dada por la relación
ρ = ρ 0 [1 + αt (T-T0)]
Donde ρ y ρ0 son la resistividad a la temperatura T y T0 respectivamente y αt se llama coeficiente de resistividad de la temperatura.
O αr = (ρ – ρ 0) / ρ 0 (T-T0) = d ρ / ρ0 (1 / dT)
Por lo tanto, αris se define como el cambio fraccional en la resistividad (dρ / ρ0) por unidad de cambio en la temperatura (dT)
Para conductores El valor de αr es positivo, lo que demuestra que su resistividad aumenta con el aumento de la temperatura. Para la mayoría de los metales, la resistividad aumenta linealmente con el aumento de la temperatura en un rango de temperatura de aproximadamente 500 k, por encima de la temperatura ambiente
Aisladores: un aislante eléctrico es un material cuyas cargas eléctricas internas no fluyen libremente; muy poca corriente eléctrica fluirá a través de él bajo la influencia de un campo eléctrico. Esto contrasta con otros materiales, semiconductores y conductores, que conducen la corriente eléctrica con mayor facilidad. La propiedad que distingue a un aislante es su resistividad; los aisladores tienen una resistividad más alta que los semiconductores o conductores.
No existe un aislante perfecto, porque incluso los aisladores contienen pequeñas cantidades de cargos móviles (operadores de carga) que pueden transportar corriente. Además, todos los aislantes se vuelven eléctricamente conductores cuando se aplica un voltaje suficientemente grande que el campo eléctrico separa los electrones de los átomos.: D Esto se conoce como el voltaje de ruptura de un aislante. Algunos materiales como el vidrio, el papel y el teflón, que tienen una alta resistividad, son muy buenos aislantes eléctricos. Una clase mucho más grande de materiales, a pesar de que pueden tener una resistividad aparente más baja, aún son lo suficientemente buenos como para evitar que una corriente significativa fluya a los voltajes normalmente utilizados, y por lo tanto se emplean como aislamiento para el cableado y los cables eléctricos. Los ejemplos incluyen polímeros similares al caucho y la mayoría de los plásticos que pueden ser de naturaleza termoestable o termoplástica.
La resistividad aumenta exponencialmente con la disminución de la temperatura en el caso de semiconductores. Se vuelve infinitamente grande a una temperatura cercana al cero absoluto, es decir, la conductividad es casi cero a ok.
La dependencia de la temperatura de la resistividad de los semiconductores y aislantes viene dada por:
ρ = ρ 0eEg / 2kT
Donde K = constante de Boltzmann
(1.381 * 10-23 j mole -1k-1)
T = temperatura absoluta
Ejemplo: espacio de banda de energía entre la banda de conducción y la banda de valencia o energía de activación para la conducción
Los materiales que no conducen a los aislantes dependen del Eg.
(i) Si Eg≥1eV, el valor de resistividad es muy alto y los materiales se llaman aislantes.
Entonces, para los aisladores si el aumento de temperatura es alto, los electrones irán a la banda superior. Y también (el aumento de la temperatura) para extraer el electrón del átomo, es por eso que el plasma de hidrógeno conduce bien la electricidad y la resistencia disminuye con el aumento de la temperatura en el aislante.

Answer 6

En el caso de los conductores, la resistencia de los conductores aumenta con el aumento de la temperatura. Está dada por la fórmula Rt = Ro (1 + a del t) donde, Rt es la resistencia del conductor a t grados Celsius, Ro es la resistencia a temperatura ambiente, a es el coeficiente térmico de resistencia (positivo para conductores) y del t es el cambio de temperatura de t grados centígrados a la temperatura ambiente.

En el caso de los aislantes, la temperatura no afecta la resistencia, es decir, los aisladores son independientes del cambio de temperatura.

Answer 7

El aumento de la temperatura aumenta la resistividad eléctrica de los conductores, mientras que una disminución de la temperatura da como resultado una disminución de la resistividad eléctrica de los conductores.

La resistencia depende de la resistividad, es directamente proporcional, por lo tanto, también sigue el efecto anterior.

La temperatura no tiene efecto sobre los aisladores.

Answer 8

Hay una regla aproximada para el valor de resistencia en función de la temperatura. Supongamos que tenemos un valor de resistencia en R40 a 40 grados Celsius y necesitamos encontrar la resistencia del mismo conductor a 50 grados Celsius. Entonces

R50 = R40 * (235 + 50) / (235 + 40)

Answer 9

El metal puro tiene un coeficiente de resistencia a la temperatura positivo. Para un buen conductor como el cobre, tiene un coeficiente de temperatura positivo. Para un aumento de temperatura de 1 ° C, la resistencia aumentará en un 0,39%.

Los aisladores como el plástico y el caucho tienen un coeficiente de resistencia a la temperatura negativo. Algunos tienen coeficiente de resistencia a temperatura cero, es decir, la resistencia es independiente de la temperatura.

Answer 10

R = ro ( [correo electrónico protegido] ) para conductores

R = ro ( [correo electrónico protegido] ) para el aislador