Лекция 7

изменению электрического сопротивления участка электрической цепи или удельного сопротивления вещества

при изменении температуры на единицу.

Температурный коэффициент сопротивления характеризует зависимость электрического сопротивления от температуры и измеряется в кельвинах в минус первой степени (K−1).

> 2 эВ – изолятор
Wa < 2 эВ – полупроводник

сопротивление растёт с ростом температуры вследствие рассеяния электронов на фононах

(тепловых колебаниях кристаллической решётки).
Для диэлектриков он отрицателен.
Качественно такой же характер имеет температурная зависимость сопротивления твёрдых и неполярных жидких электролитов. Полярные жидкости уменьшают своё удельное сопротивление с ростом температуры более резко вследствие роста степени диссоциации и уменьшения вязкости.
Температурная зависимость сопротивления металлических сплавов, газов и легированных полупроводников носит более сложный характер.
Существуют сплавы (константан, манганин), имеющие очень малый температурный коэффициент сопротивления, то есть их сопротивление очень слабо зависит от температуры. Эти сплавы применяются в электроизмерительной аппаратуре.

Aвых2
Длина экранирования d ~ 1/n:
в металлах d ~

10-10—10-9 м, в полупроводниках может достигать 10-6—10-7 м.
1) из двух соприкасающихся тел заряженная область приходится в основном на проводники с большим сопротивлением; 2) для полупроводников в области сосредоточения К. р. п. заметно изменяется концентрация носителей заряда.

состоящей из разнородных проводников, возникает эдс (термоэдс), если места контактов

поддерживают при разных температурах. В простейшем случае, когда электрическая цепь состоит из двух различных проводников, она называется термоэлементом, или термопарой. Величина термоэдс зависит только от температур горячего T1 и холодного T2 контактов и от материала проводников. В небольшом интервале температур термоэдс Е можно считать пропорциональной разности (T1 – T2), то есть Е = a(T1 –Т2). Коэффициент a называется термоэлектрической способностью пары (термосилой, коэффициента термоэдс, или удельной термоэдс). Он определяется материалами проводников, но зависит также от интервала температур; в некоторых случаях с изменением температуры a меняет знак.

Thomas Johann Seebeck, 1770, Ревель —1831, Берлин

цепи из различных проводников, в местах контактов, в дополнение к

теплоте Джоуля, выделяется или поглощается, в зависимости от направления тока, некоторое количество теплоты Qn, пропорциональное протекающему через контакт количеству электричества (то есть силе тока I и времени t): Qn=Пlt. Коэффициент П зависит от природы находящихся в контакте материалов и температуры (коэффициент Пельтье).

П = aT - соотношение Томсона

PELTIER Jean Charles Athanase 1785 - 1845

поместил каплю воды в углубление на стыке двух стержней из

висмута и сурьмы. При пропускании электрического тока в одном направлении капля превращалась в лёд, при смене направления тока — лёд таял, что позволило установить, что в зависимости от направления протекающего в эксперименте тока, помимо джоулева тепла выделяется или поглощается дополнительное тепло, которое получило название тепла Пельтье.
Эффект Пельтье более заметен у полупроводников, это свойство используется в элементах Пельтье.

двух веществ имеется контактная разность потенциалов, которая создаёт внутреннее контактное

поле. Если через контакт протекает электрический ток, то это поле будет либо способствовать прохождению тока, либо препятствовать. Если ток идёт против контактного поля, то внешний источник должен затратить дополнительную энергию, которая выделяется в контакте, что приведёт к его нагреву. Если же ток идёт по направлению контактного поля, то он может поддерживаться этим полем, которое и совершает работу по перемещению зарядов. Необходимая для этого энергия отбирается у вещества, что приводит к охлаждению его в месте контакта.

температуры, то в дополнение к теплоте Джоуля в объёме проводника

выделяется или поглощается, в зависимости от направления тока, дополнительное количество теплоты QT (теплота Томсона):


где τ — коэффициент Томсона, зависящий от природы материала. Согласно теории Томсона, удельная термоэдс пары проводников связана с их коэффициентом Томсона соотношением:
da/dT= (τ1— τ2)/ Т.

William Thomson, 1st Baron Kelvin
1824 – 1907

при упругих деформациях (прямой пьезоэлектрический эффект) и появление механических деформаций

под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический эффект).
Первое исследование пьезоэлектрического эффекта осуществлено братьями Пьером и Жаном Кюри (1880) на кристалле кварца.
Пьезоэлектрический эффект обнаружен более чем у 1500 веществ. Пьезоэлектрический эффект наблюдается у всех сегнетоэлектриков и у многих пироэлектриков.

механического напряжения σ записывается так:
Где Pi - компонент вектора

поляризации; dir - пьезомодуль; σr - компонент механического напряжения.

Уравнение обратного пьезоэффекта записывается так:
Где δi - компонент упругой деформации; Er - компонент напряжённости электрического поля.