Ткізгіштерді кедергісі. ткізгіштерді тізбектей жне параллель осу.

1827 жылы неміс алымы Ом (1787-1854) кптеген тжірибелерді нтижесінде мынадай орытынды шыарды: траты температурада (T=const) ткізгішті штарындаы кернеуді ток шамасына атынасы р уаытта траты болады: U/I=R , мндаы шамасы ткізгішті кедергісі деп аталды. ткізгішті кедергісі оны пішініне жне млшеріне, сол сияты табиаты мен температурасына да туелді. Осы формула арылы кедергіні лшем бірлігін таайындауа болады. Кедергіні бірлігі шін кернеуі 1 В ткізгіштегі ток 1 А болатын ткізгішті кедергісі алынады. Оны Ом деп атайды. 1 Ом = 1 В / 1 А.

I=U/R (3.12)

Бл Ом заыны формуласы болып табылады. Сонымен ток шамасы ткізгіштерді штарындаы кернеуге тура пропорционал да, кедергісіне кері пропорционал екен. ткізгішті кедергісіне кері шама ткізгіштік деп аталады: =1/R

Кедергіні кері шамасы, яни ткізгіштік сименспен (См) лшенеді.

р трлі ткізгіштер шін ток пен кернеу арасында мынадай туелділік бар: I=f (U) (3.13)

Бл байланыс ткізгішті вольт-амперлік сипаттамасын крсетеді. Сондытан Ом заы ткізгішті штарындаы кернеу мен токты сызыты байланысын білдіреді. Мысалы,металдар мен электролиттер шін Ом заы ке трде орындалады. Ом табиаттары мен млшерлері р трлі кптеген ткізгіштерді зерттей отырып, біртекті цилиндр трізді баса ткізгіштерді кедергісі оны зындыына тура пропорционал да, клдене имасына кері пропорционал болатындыын крсетті: R= (3.14)

мндаы пропорционалды коэффициент - ткізгішті меншікті кедергісі, ол ткізгішті андай заттан жасаланын крсетеді. Меншікті кедергіні кері шамасы меншікті ткізгіштік деп аталады: g=1/

Мны лшем бірлігі сименс блінген метр (См/ м). Ал меншікті кедергіні лшеміне Oм*м алынады. Меншікті кедергі те аз болатын материала кміс (Ag, =1.6* Oм*м жне мыс - Cu (=1.6* ), сондай-а алюминий- Al (2.6* ) жатады. ткізгіштерді меншікті кедергісі зат рамындаы оспалара байланысты. ткізгіштерді тізбекке осуды екі трі бар: егер ткізгіштерді тізбектей осса, онда оларды толы кедергісі R=R1+R2+….+Rn

І = I1 = I2 = …. = I n

U= U1+U2+…..+Un (3.15) болады.

ткізгіштерді параллель осса, онда оларды толы кедергісі

= + +…+

U= U1=U2=…..=Un

І=І1+І2+….+Іn (3.16)

ткізгішті кедергісіне кері шама оны электр ткізгіштігі екенін ескерсек, онда тізбекке параллель осылан ткізгіштерді толы электр ткізгіштігі оларды жекелеген электр ткізгіштеріні осындысына те болады. Ом заына сйкес ткізгішті ішкі блігі шін кернеуді шамасы немесе кернеуді тсуі мынаан те: U1 = Іr

мндаы r - ішкі кедергі, I- ток кші. Егер тізбек тйыталан болса, онда ток кзіні э. . к-і ( ) ішкі блігіндегі кернеу мен сырты кернеуді осындысына те: =Ir+U . Осы рнекарастырылып отыран дербес жадай шін энергияны саталу заын сипаттайды. Тйы тізбекте электростатикалы кштерді жмысы А=0 болады да, барлы жмыс тек бгде кштер арылы істелінеді, яни U= -Ir

Тізбек блігі шін Ом заын, яни U=IR ескеріп, тізбектегі ток кшін тапса:

I= (3.17)

Осы формула тйы тізбек шін Ом заы деп аталады да, былайша тжырымдалады: тйы тізбектегі ток кші э. . к-і шамасына тура пропорционал да, тізбекті сырты жне ішкі кедергілеріні осындысына кері пропорционал болады. Э..к-ні мні =IR+Ir, мндаы - зарядты сырты тізбекте тасымалдау шін істелетін жмыc; Ir - ток кзіні ішкі кедергісіне арсы жасалатын жмыс. Осыан байланысты э..к-не басаша анытама беруге болады: э..к-і тйы тізбекті барлы блігі арылы зарядты тасымалдау шін істелген жмыс шамасы. Сонымен тізбекте р уаытта ток болу шін электр рісі де, ток кзі де міндетті трде бар болуы жне ондаы зарядтар электр кштері арылы орын ауыстыруы керек екен. Енді Ом заын дифференциал трде жазып крсетейік. Ток жріп тран цилиндр трізді ткізгішті клдене имасыны ара ашытыы dl болсын. Сонда ткізгіш блігіні штарындаы потенциалдар айырымы dU=U1-U2

Тізбек блігі шін Ом заы: I=

Электр рісіні кернеулігі E= болса, онда потенциалдар айырымы dU=Edl. Олай болса, Ом заы:

I= = EdS

Токты тыыздыы j=I/S екенін ескерсек жне g = 1/ меншікті электр тімділігі десек, онда соы рнек мына трде жазылады: = (3.18)

Осы формула ток тыыздыы шін Ом заыны дифференциалды трі болып есептеледі. Бл рнек ткізгішті клдене имасындаы токты біркелкі рі оны р нктесіндегі ток тыыздыыны р трлі болуына арамастан орындала береді.

Затты ток ткізгіштік абілеті оны меншікті кедергісі -мен немесе меншікті электр ткізгіштігі -мен сипатталады. Кптеген тжірибелер металдар кедергілері температура скен сайын артатындыын крсетті:

= (1+ ) (3.19)

мндаы - С температураа сйкес келетін кедергі; - белгілі бір С температураа сйкес келетін кедергі.

Меншікті кедергіні температураа туелділігін кедергіні температуралы коэффициенті деп аталатын шама арылы жазайы: =

- р трлі температуралар шін р трлі болады. Барлы металдар шін меншікті кедергі температураа сызыты трде туелді згереді: = (3.20)

мндаы - С температураа сйкес меншікті кедергі, - С температураа сйкес меншікті кедергі. Ал

-ны сан мні кптеген металдар шін 1/273=0.004-ке жуы. Кейбір орытпалар шін, мысалы, константан шін -ні мні те тмен, шамамен =0.1* . Осындай заттардан кедергілер эталонын жасайды. те тменгі температурада (1-8 К) біраз металдарды жне орытпаларды кедергісі кенеттен тмендеп нлге жуытайды. Осы былыс асын ткізгіштік деп аталады. Бл былысты алаш голланд физигі Камерлинг -Оннес 1911 жылы сынап (Hg) шін ашан болатын. Кейінірек асын ткізгіштік асиеттер мырыш (Zn), орасын (Pb), алайы (Sn) жне таы баса металдарда, сол сияты біратар орытпаларда да байалады. Асын ткізгіштік кйді теория трысынан толы тсіндірген совет физигі Н.Н. Боголюбов (1958) болды.

Электр кедергілеріні температураа туелділігі кедергілік термометрлерде пайдаланылады. Мндай траты температуралы нктелер бойынша градуирленген кедергілік термометр те тмен жне те жоары температураларда да аса длдікпен лшей алады.