Що таке термоопір

Що таке термічний опір

Термічний опір - це опір провідника (ділянки кола), обумовлене тепловим рухом носіїв заряду. Під зарядами тут треба розуміти електрони і іони, що містяться в речовині. З назви зрозуміло, що мова йде про електричний явищі опору.

Суть термосопротивления

Фізична сутність термосопротивления полягає в залежності рухливості електронів від температури речовини (провідника). Розберемося, звідки така закономірність.

Провідність в металах забезпечується вільними електронами, які під дією електричного поля набувають спрямований рух уздовж ліній електричного поля. Таким чином, резонно задатися питанням: що може перешкоджати руху електронів? Метал містить в собі іонну кристалічну решітку, яка, безумовно, уповільнює перенесення зарядів з одного кінця провідника на інший. Тут потрібно зауважити, що іони кристалічної решітки знаходяться в коливальному русі, отже, вони займають простір, обмежений не їхня розміром, а розмахом амплітуди їх коливань. Тепер потрібно задуматися про те, що означає збільшення температури металу. Справа в тому, що сутність температури якраз і складають коливання іонів кристалічної решітки, а також тепловий рух вільних електронів. Таким чином, збільшуючи температуру, ми збільшуємо амплітуду коливань іонів кристалічної решітки, а значить, створюємо більшу перешкоду направленого руху електронів. Внаслідок цього опір провідника збільшується.

З іншого боку, при збільшенні температури провідника збільшується і тепловий рух електронів. Це означає, що їх рух стає все більш хаотичним, ніж спрямованим. Чим більше температура металу, тим більше проявляють себе ступеня свободи, напрямок яких не збігається з напрямком електричного поля. Це обумовлює також більшу кількість зіткнень вільних електронів з іонами кристалічної решітки. Таким чином, термоопір провідника обумовлено не тільки тепловим рухом вільних електронів, але і тепловим коливальним рухом іонів кристалічної решітки, яке стає все більш помітним при підвищенні температури металу.

З усього сказаного можна зробити висновок про те, що кращі провідники є «холодними». Саме з цієї причини надпровідники, опір яких дорівнює нулю, містять при вкрай низьких температурах, що обчислюються одиницями Кельвіна.