প্রতিরোধের তাপমাত্রা সহগ

একটি পরিবাহীর বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ সাধারণত কন্ডাকটরের উপাদানের উপর, এর দৈর্ঘ্য এবং ক্রস-সেকশনের উপর, অথবা আরও সংক্ষেপে, কন্ডাক্টরের রোধ এবং জ্যামিতিক মাত্রার উপর নির্ভর করে। এই নির্ভরতা সুপরিচিত এবং সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা হয়:

সবার কাছে পরিচিত এবং বৈদ্যুতিক সার্কিটের একটি সমজাতীয় বিভাগের জন্য ওহমের সূত্র, যা থেকে এটি দেখা যায় যে প্রতিরোধ ক্ষমতা যত বেশি হবে, তড়িৎ কম হবে। এইভাবে, যদি তারের রোধ ধ্রুবক থাকে, তাহলে প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ বাড়ার সাথে সাথে কারেন্ট রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পাবে। কিন্তু বাস্তবে তা হয় না। তারের প্রতিরোধ স্থির নয়।

উদাহরণের জন্য আপনাকে বেশিদূর যেতে হবে না। আপনি যদি একটি হালকা বাল্বকে একটি সামঞ্জস্যযোগ্য পাওয়ার সাপ্লাইয়ের সাথে সংযুক্ত করেন (একটি ভোল্টমিটার এবং একটি অ্যামিটার সহ) এবং ধীরে ধীরে এটিতে ভোল্টেজ বাড়ান, এটিকে নামমাত্র মূল্যে নিয়ে আসেন, আপনি সহজেই দেখতে পাবেন যে কারেন্ট রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায় না: ভোল্টেজটি কাছাকাছি আসে। বাতির নামমাত্র মূল্য, এর কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে কারেন্ট আরও ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায় এবং আলো আরও বেশি উজ্জ্বল হয়ে ওঠে।

কয়েলে প্রয়োগ করা ভোল্টেজকে দ্বিগুণ করলে কারেন্ট দ্বিগুণ হবে এমন কোনো বিষয় নেই। ওহমের সূত্র ধরে আছে বলে মনে হয় না। প্রকৃতপক্ষে, ওহমের সূত্র পূর্ণ হয় এবং ঠিক বাতির ফিলামেন্টের প্রতিরোধ স্থির নয়, এটি তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।

আসুন ধাতুগুলির উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতার কারণ কী তা স্মরণ করি। এটি বিপুল সংখ্যক চার্জ বাহক - বর্তমান উপাদানগুলির ধাতুগুলির উপস্থিতির সাথে যুক্ত। পরিবাহী ইলেকট্রন… এগুলি ধাতব পরমাণুর ভ্যালেন্স ইলেকট্রন দ্বারা গঠিত ইলেকট্রন, যা সম্পূর্ণ পরিবাহীর জন্য সাধারণ, তারা প্রতিটি পৃথক পরমাণুর অন্তর্গত নয়।

কন্ডাকটরের উপর প্রয়োগ করা একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে, মুক্ত পরিবাহী ইলেকট্রনগুলি বিশৃঙ্খল থেকে কমবেশি ক্রমানুসারে চলাচল করে - একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ তৈরি হয়। কিন্তু ইলেক্ট্রনগুলি তাদের পথে বাধার সম্মুখীন হয়, আয়ন জালির অসামঞ্জস্যতা, যেমন জালির ত্রুটি, এটির তাপীয় কম্পনের কারণে সৃষ্ট একটি একজাতীয় কাঠামো।

ইলেক্ট্রনগুলি আয়নের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, গতি হারায়, তাদের শক্তি জালি আয়নগুলিতে স্থানান্তরিত হয়, জালি আয়ন কম্পনে রূপান্তরিত হয় এবং ইলেক্ট্রনগুলির তাপীয় আন্দোলনের বিশৃঙ্খলা নিজেই বৃদ্ধি পায়, যেখান থেকে কন্ডাক্টর উত্তপ্ত হয়ে যায় যখন বিদ্যুৎ এর মধ্য দিয়ে যায়।

অস্তরক, অর্ধপরিবাহী, ইলেক্ট্রোলাইট, গ্যাস, ননপোলার তরল-এ প্রতিরোধের কারণ ভিন্ন হতে পারে, কিন্তু ওহমের সূত্র স্পষ্টতই স্থায়ীভাবে রৈখিক থাকে না।

এইভাবে, ধাতুগুলির জন্য, তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে স্ফটিক জালির তাপীয় কম্পন আরও বেশি বৃদ্ধি পায় এবং পরিবাহী ইলেকট্রনের চলাচলের প্রতিরোধ বৃদ্ধি পায়।এটি ল্যাম্পের সাথে পরীক্ষা থেকে দেখা যায়: দীপ্তির উজ্জ্বলতা বাড়ে, তবে কারেন্ট কম বাড়ে। এর মানে হল যে তাপমাত্রার পরিবর্তন ল্যাম্প ফিলামেন্টের প্রতিরোধকে প্রভাবিত করে।

ফলে প্রতিরোধের বিষয়টি স্পষ্ট হয়ে ওঠে ধাতব তারের তাপমাত্রার উপর প্রায় রৈখিকভাবে নির্ভর করে। এবং যদি আমরা বিবেচনা করি যে উত্তপ্ত হলে, তারের জ্যামিতিক মাত্রা সামান্য পরিবর্তিত হয়, তবে বৈদ্যুতিক প্রতিরোধও তাপমাত্রার উপর প্রায় রৈখিকভাবে নির্ভর করে। এই নির্ভরতাগুলি সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা যেতে পারে:

এর মতভেদ মনোযোগ দিতে. ধরুন যে 0 ° C এ পরিবাহীর রোধ R0, তাহলে t ° C তাপমাত্রায় এটি R (t) মান নেবে এবং প্রতিরোধের আপেক্ষিক পরিবর্তন α * t ° C এর সমান হবে। এই আনুপাতিকতা ফ্যাক্টর α কে প্রতিরোধের তাপমাত্রা সহগ বলা হয়... এটি বর্তমান তাপমাত্রার উপর পদার্থের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের নির্ভরতাকে চিহ্নিত করে।

এই সহগটি সংখ্যাগতভাবে একটি পরিবাহীর বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের আপেক্ষিক পরিবর্তনের সমান যখন এর তাপমাত্রা 1K দ্বারা পরিবর্তিত হয় (এক ডিগ্রি কেলভিন, যা তাপমাত্রায় এক ডিগ্রি সেলসিয়াস পরিবর্তনের সমতুল্য)।

ধাতুগুলির জন্য, TCR (প্রতিরোধের তাপমাত্রা সহগ α), যদিও তুলনামূলকভাবে ছোট, সর্বদা শূন্যের চেয়ে বেশি, কারণ যখন কারেন্ট চলে যায়, তখন ইলেক্ট্রনগুলি প্রায়শই স্ফটিক জালির আয়নের সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়, তাপমাত্রা যত বেশি হয়, t.is তাদের তাপীয় বিশৃঙ্খল গতি যত বেশি এবং তাদের গতি তত বেশি।জালি আয়নগুলির সাথে বিশৃঙ্খল গতিতে সংঘর্ষে, ধাতুর ইলেকট্রনগুলি শক্তি হারায়, যা আমরা ফলাফল হিসাবে দেখতে পাই — তারের উত্তপ্ত হওয়ার সাথে সাথে প্রতিরোধ বৃদ্ধি পায়। এই ঘটনাটি প্রযুক্তিগতভাবে ব্যবহৃত হয় প্রতিরোধের থার্মোমিটার.

এইভাবে, প্রতিরোধের তাপমাত্রা সহগ α তাপমাত্রার উপর পদার্থের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের নির্ভরতাকে চিহ্নিত করে এবং 1 / কে - কেলভিন থেকে -1 শক্তিতে পরিমাপ করা হয়। বিপরীত চিহ্ন সহ মানকে পরিবাহিতার তাপমাত্রা সহগ বলা হয়।

বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহী হিসাবে, TCS তাদের জন্য নেতিবাচক, অর্থাৎ, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে প্রতিরোধ হ্রাস পায়, এটি এই কারণে যে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে আরও বেশি ইলেকট্রন পরিবাহী অঞ্চলে প্রবেশ করে, যখন গর্তের ঘনত্বও বৃদ্ধি পায়। . একই প্রক্রিয়াটি তরল ননপোলার এবং কঠিন অস্তরকগুলির বৈশিষ্ট্য।

সান্দ্রতা হ্রাস এবং বিচ্ছিন্নতা বৃদ্ধির কারণে পোলার তরলগুলি ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে তাদের প্রতিরোধ ক্ষমতা তীব্রভাবে হ্রাস করে। এই বৈশিষ্ট্যটি উচ্চ ইনরাশ স্রোতের ধ্বংসাত্মক প্রভাব থেকে ইলেক্ট্রন টিউবকে রক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়।

খাদ, ডোপড সেমিকন্ডাক্টর, গ্যাস এবং ইলেক্ট্রোলাইটগুলির জন্য, বিশুদ্ধ ধাতুগুলির তুলনায় প্রতিরোধের তাপ নির্ভরতা আরও জটিল। খুব কম TCS সহ অ্যালয়, যেমন ম্যাঙ্গানিন এবং কনস্ট্যান্টান ব্যবহার করা হয় বৈদ্যুতিক পরিমাপ যন্ত্র.