Metalų varžos temperatūrinės priklausomybės tyrimas

1. Darbo užduotis. Ištirti laidininko varžos priklausomybę nuo temperatūros.
2. Teorinė dalis.

Metalai yra geri elektros ir šilumos laidininkai, kadangi elektros krūvį ir šilumą perneša tie patys nešikliai – laisvieji elektronai. Pagal klasikinę elektroninę metalų laidumo teoriją, metalo atomų valentiniai elektronai kristale nesurišti su konkrečiu atomu, o laisvai juda šiluminiu judėjimu po visą metalo tūrį.

Metalams gerai tinka Omo dėsnis: vienalytei grandinės daliai srovės stiprumas I tiesiogiai proporcingas tos dalies įtampai U ir atvirkščiai proporcingas tos dalies ominei varžai R:

(1)

Laidininko varža priklauso nuo jo matmenų, temperatūros, medžiagos rūšies bei jos būsenos ir lygi

(2)

čia r - savitoji varža, priklausanti nuo medžiagos rūšies, jos būsenos ir temperatūros. Vienalyčio vienodos temperatūros ir vienodo skerspjūvio ploto S ilgio l laidininko ominė varža

(3)

Pagal klasikinę metalų elektroninio laidumo teoriją savitoji varža

(4)

čia me – elektrono masė, e – jo krūvis, n – valentinių (laisvųjų) elektronų koncentracija, < l > – vidutinis elektrono laisvojo kelio ilgis. Pagal šią teoriją tik dydis < v > priklauso nuo temperatūros ir yra proporcingas . Taigi pagal ją, dydis r, o tuo pačiu ir varža R, turėtų kisti proporcingai .