Question

Почему электрическое сопротивление металлов зависит от температуры

Answer 1

Прямая зависимость. Т.е. температура растёт - сопротивление увеличивается.

Answer 2

Электрическое сопротивление металлов зависит от температуры из-за изменения двух основных факторов: подвижности носителей заряда и концентрации носителей заряда.

1. Подвижность носителей заряда: В металлах электрический ток переносится электронами. Подвижность электронов в металлах зависит от температуры. При повышении температуры атомы в металлической решетке начинают вибрировать с большей амплитудой, что препятствует движению электронов. Это увеличение тепловых колебаний атомов и, следовательно, уменьшение подвижности электронов приводит к увеличению электрического сопротивления металла.

2. Концентрация носителей заряда: При повышении температуры некоторые электроны могут покидать атомы (и становиться свободными носителями заряда), что приводит к увеличению их концентрации в металле. Это увеличение концентрации свободных носителей заряда может уменьшить электрическое сопротивление металла.

Изменения этих двух факторов не всегда компенсируют друг друга, и влияние подвижности и концентрации носителей заряда на электрическое сопротивление металла зависит от конкретного металла и температурного диапазона. В большинстве металлов при умеренных температурах увеличение подвижности электронов за счет увеличения их энергии при повышении температуры преобладает, и, следовательно, сопротивление увеличивается. Однако в некоторых металлах, таких как медь, увеличение концентрации свободных носителей заряда может стать более существенным фактором при высоких температурах, и это может привести к уменьшению сопротивления.

Итак, электрическое сопротивление металлов зависит от температуры из-за сложной взаимосвязи между изменением подвижности и концентрации носителей заряда при изменении температуры.