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通过金属和半导体电阻率的变化获得热电阻的I-V特性

来源:发表时间:2019-07-27

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目标:
      1.能够描述实验以获得热电阻的I-V特性
      2.了解金属和半导体的电阻率随温度的变化
      3.要深入了解负温度系数(NTC)热电阻,并能够描述电阻随温度变化的变化
欧姆导体:


      在欧姆导体中,当在其上施加电势差时,自由电子携带电流。当物理条件保持不变时,电流将与pd成比例,这将等于比率$ latex,即组件的电阻R.
非欧姆导体:


      在非欧姆导体(例如白炽灯)上,当pd增加时,电流也开始增加(正如大家所希望的那样)。电流的增加导致电子和离子之间的“碰撞”增加,这意味着晶格中的离子更快地振动,从而加热导体。这反过来导致更大的电阻减慢电子流动,从而流过更小的电流。
半导体
      在半导体中,随着能量的增加,更多的自由电子被释放,因此电流增加,电阻下降。在依赖于光的电阻器中,这种能量很轻,而在热电阻中它是热量。


热电阻
      热电阻电路符号的图像结果热电阻是便宜的,易于获得的温度传感器。它们易于使用且适应性强。带有热电阻的电路可以具有合理的输出电压 - 而不是热电偶的毫伏输出。由于这些特性,热电阻广泛用于简单的温度测量。它们不是用于高温,但是在它们工作的温度范围内它们被广泛使用。


      热电阻是温度敏感电阻器。所有电阻随温度变化,但热电阻由具有电阻率的半导体材料构成这对温度特别敏感。然而,与大多数其他电阻器件不同,热电阻的电阻随着温度的升高而降低。这是由于制造热电阻的半导体材料的特性。对某些人来说,这可能违反直觉,但这是正确的。下面是典型热电阻的电阻随温度变化的曲线图。注意电阻如何从100kW下降到室温附近的非常小的值。阻力不仅与您预期的方向相反,而且阻力百分比变化幅度也很大。
正温度系数(PTC)热电阻
            正温度系数热电阻确实存在,但通常仅由普通导体制成,如金属线。随着温度升高,离子晶格振动更多,因此电阻增加并且电流减小。由于这个原因,关系电阻对温度的影响与NTC热电阻不同,如这里所见:


      正温度系数的图像结果PTC热电阻 - 正温度系数,因此在电阻 - 温度图上具有正梯度。NTC热电阻 - 负温度系数,因此在电阻 - 温度图上具有负梯度。
光依赖电阻器
      光相关电阻器(也称为LDR)遵循与热电阻相同的原理,因为它们由半导体材料制成。不是改变电阻的温度变化,而是入射到其中的光。热电阻和LDR的曲线非常相似,但大家改变x轴以考虑光强度而不是温度的变化,如下所示:

 

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