Direnç değişir. Metal bir iletkenin direnci nasıl değişir?

Elektrik direnci -akımın iletkenden geçtiğinde ne tür bir engel oluşturduğunu gösteren fiziksel nicelik. Georg Ohm'dan sonra ölçü birimleri ohm'dur. Kanununda, aşağıda verilen direnci bulmak için bir formül türetmiştir.

Metal örneğini kullanarak iletkenlerin direncini düşünün. Metaller kristal kafes şeklinde bir iç yapıya sahiptir. Bu kafesin katı bir düzeni vardır ve düğümleri pozitif yüklü iyonlardır. Metaldeki yük taşıyıcılar, belirli bir atoma ait olmayan, ancak kafes bölgeleri arasında rastgele hareket eden "serbest" elektronlardır. İtibaren kuantum fiziği Elektronların bir metaldeki hareketinin, katı bir cisimde bir elektromanyetik dalganın yayılması olduğu bilinmektedir. Yani bir iletkendeki elektron (pratik olarak) ışık hızında hareket eder ve sadece parçacık olarak değil dalga olarak da özellikler gösterdiği kanıtlanmıştır. Ve metalin direnci saçılma sonucu ortaya çıkar. elektromanyetik dalgalar(yani elektronlar) kafesin termal titreşimleri ve kusurları üzerinde. Elektronlar kristal kafesin düğümleriyle çarpıştığında, enerjinin bir kısmı düğümlere aktarılır ve bunun sonucunda enerji açığa çıkar. Bu enerji, Joule-Lenz yasası - Q \u003d I 2 Rt sayesinde doğru akımda hesaplanabilir. Gördüğünüz gibi, direnç ne kadar büyük olursa, o kadar fazla enerji açığa çıkar.

özdirenç

Direnç gibi önemli bir kavram var, bu aynı direnç, sadece bir uzunluk biriminde. Her metalin kendine ait bir değeri vardır, örneğin bakır için 0.0175 Ohm*mm2/m, alüminyum için 0.0271 Ohm*mm2/m'dir. Bu, 1 m uzunluğunda ve 1 mm2 kesit alanına sahip bir bakır çubuğun 0,0175 Ohm dirence sahip olacağı ve aynı çubuğun, ancak alüminyumdan yapılmış, 0,0271 Ohm dirence sahip olacağı anlamına gelir. Bakırın elektrik iletkenliğinin alüminyumdan daha yüksek olduğu ortaya çıktı. Her metalin kendi direnci vardır ve tüm iletkenin direnci formül kullanılarak hesaplanabilir.

nerede P metalin özdirenci, l iletkenin uzunluğu, s kesit alanıdır.

Direnç değerleri verilmiştir. metal direnç tablosu(20°C)

Madde

P, Ohm * mm 2 / 2

α,10 -3 1/K

Alüminyum

0.0271

Tungsten

0.055

Ütü

0.098

Altın

0.023

Pirinç

0.025-0.06

manganin

0.42-0.48

0,002-0,05

Bakır

0.0175

Nikel

Köstence

0.44-0.52

0.02

Nikrom

0.15

Gümüş rengi

0.016

Çinko

0.059

Dirençliliğe ek olarak, tablo TCR değerlerini içerir, bu katsayı biraz sonra daha fazladır.

Direncin deformasyonlara bağımlılığı

Metallerin basınçla soğuk işlenmesi sırasında metal plastik deformasyona uğrar. Plastik deformasyon sırasında kristal kafes bozulur, kusur sayısı artar. Kristal kafes kusurlarındaki bir artışla, iletken boyunca elektron akışına karşı direnç artar, bu nedenle metalin direnci artar. Örneğin, çekme ile bir tel yapılır, bu, metalin plastik deformasyona uğradığı ve bunun sonucunda direncin arttığı anlamına gelir. Uygulamada, direnci azaltmak için yeniden kristalleştirme tavlaması kullanılır, bu karmaşık bir teknolojik süreçtir, bundan sonra kristal kafes olduğu gibi “düzleşir” ve kusur sayısı azalır, bu nedenle metalin direnci de azalır.

Gerildiğinde veya sıkıştırıldığında, metal elastik deformasyona uğrar. Gerilmenin neden olduğu elastik deformasyon ile kristal kafes düğümlerinin termal titreşimlerinin genlikleri artar, bu nedenle elektronlar büyük zorluklar yaşar ve bununla bağlantılı olarak direnç artar. Sıkıştırmanın neden olduğu elastik deformasyon ile düğümlerin termal salınımlarının genlikleri azalır, bu nedenle elektronların hareketi daha kolaydır ve özdirenç azalır.

Sıcaklığın Direnç Üzerindeki Etkisi

Yukarıda zaten öğrendiğimiz gibi, bir metaldeki direncin nedeni, kristal kafesin düğümleri ve titreşimleridir. Bu nedenle, sıcaklıktaki bir artışla, düğümlerin termal dalgalanmaları artar, bu da özdirençlerin de arttığı anlamına gelir. gibi bir değer var direnç sıcaklık katsayısı(TCS), ısıtıldığında veya soğutulduğunda metalin direncinin ne kadar arttığını veya azaldığını gösterir. Örneğin, bakırın 20 santigrat derecedeki sıcaklık katsayısı 4.1 10 − 3 1/derece. Bu, örneğin bir bakır tel 1 santigrat derece ısıtıldığında direncinin artacağı anlamına gelir. 4.1 · 10 − 3 Ohm. Sıcaklık değişimi ile özdirenç formülle hesaplanabilir.

burada r ısıtmadan sonraki özdirenç, r 0 ısıtmadan önceki özdirenç, a direncin sıcaklık katsayısı, t 2 ısıtmadan önceki sıcaklık, t 1 ısıtmadan sonraki sıcaklıktır.

Değerlerimizi değiştirerek şunu elde ederiz: r=0.0175*(1+0.0041*(154-20))=0.0271 Ohm*mm2/m. Gördüğünüz gibi, 1 m uzunluğunda ve 1 mm 2 kesit alanına sahip bakır çubuğumuz, 154 dereceye kadar ısıtıldıktan sonra, aynı çubuk gibi, sadece alüminyumdan yapılmış ve bir sıcaklıkta dirence sahip olacaktır. 20 santigrat derece.

Direnç termometrelerinde kullanılan, direnci sıcaklıkla değiştirme özelliği. Bu cihazlar, direnç okumalarına dayalı olarak sıcaklığı ölçebilir. Direnç termometreleri yüksek ölçüm doğruluğuna, ancak küçük sıcaklık aralıklarına sahiptir.

Pratikte, iletkenlerin özellikleri geçişi engeller. akım çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir örnek, metalin yüksek direnci, büyük uzunluk ve dar kesit nedeniyle bir tungsten filamanın ısıtıldığı bir akkor lambadır. Veya yüksek direnç nedeniyle bobinin ısıtıldığı herhangi bir ısıtma cihazı. Elektrik mühendisliğinde ana özelliği direnç olan bir elemana direnç denir. Direnç hemen hemen her elektrik devresinde kullanılır.

Bu ne? Bu neye bağlıdır? Nasıl hesaplanır? Bütün bunlar bugünün makalesinde tartışılacak!

Ve her şey çok uzun zaman önce başladı. Uzak ve atılgan 1800'lerde, saygın Bay Georg Ohm, laboratuvarında voltaj ve akımla oynadı ve onu iletebilecek çeşitli şeylerden geçirdi. Gözlemci bir kişi olarak, ilginç bir bağımlılık kurdu. Yani, aynı iletkeni alırsak, o zaman içindeki akım uygulanan voltajla doğru orantılıdır. Yani, uygulanan voltajı iki katına çıkarırsanız, akım da iki katına çıkar. Buna göre, hiç kimse bir orantı katsayısı almak ve tanıtmakla uğraşmaz:

G katsayısı denir nerede iletkenlik orkestra şefi. Uygulamada, insanlar daha çok ters iletkenlik değeriyle çalışır. Sadece denir elektrik direnci ve R harfi ile gösterilir:

Elektrik direnci durumunda, Georg Ohm tarafından elde edilen bağımlılık şöyle görünür:

Beyler, büyük bir sır olarak Ohm yasasını yazdık. Ama şimdilik buna odaklanmayalım. Onun için ayrı bir makaleyi neredeyse bitirdim ve onun hakkında konuşacağız. Şimdi bu ifadenin üçüncü bileşeni olan direnç üzerinde daha ayrıntılı duralım.

İlk olarak, iletkenin bir özelliğidir. Direnç voltaj ile akıma bağlı değildir, doğrusal olmayan cihazlar gibi bazı durumlar dışında. Onlara kesinlikle ulaşacağız, ama sonra beyler. Şimdi sıradan metallere ve diğer güzel ve basit - lineer - şeylere bakıyoruz.

Direnç ölçülür Omaha. Oldukça mantıklı - kim keşfettiyse, kendi adını verdi. Keşifler için harika bir teşvik beyler! Ama unutmayın, iletkenlikle başladık? Hangisi G harfi ile gösterilir? Yani kendi boyutu da var - Siemens. Ancak genellikle kimse bunu umursamıyor, neredeyse hiç kimse onlarla çalışmıyor.

Meraklı bir zihin kesinlikle şu soruyu soracaktır - direnç elbette harika, ama aslında neye bağlı? Cevaplar var. Nokta nokta gidelim. Tecrübe gösteriyor ki direnç en azından bağlıdır:

  • iletkenin geometrik boyutları ve şekli;
  • malzeme;
  • iletken sıcaklığı.

Şimdi noktaların her birine daha yakından bakalım.

Beyler, deneyimler gösteriyor ki, sabit bir sıcaklıkta Bir iletkenin direnci uzunluğu ile doğru orantılı, alanı ile ters orantılıdır. onun enine kesit. Yani, iletken ne kadar kalın ve kısa olursa, direnci o kadar az olur. Tersine, uzun ve ince iletkenler nispeten yüksek bir dirence sahiptir.Bu, Şekil 1'de gösterilmektedir.Bu ifade, daha önce verilmiş olan elektrik akımı ve su temini analojisinden de açıktır: suyun kalın, kısa bir borudan akması ince ve uzun bir borudan akmaktan daha kolaydır ve iletim mümkündür. Ö Aynı anda daha büyük hacimlerde sıvı.


Şekil 1 - Kalın ve ince iletkenler

Bunu matematiksel formüllerle ifade edelim:

Burada r- rezistans, ben- iletken uzunluğu, S kesitinin alanıdır.

Birinin birisiyle orantılı olduğunu söylediğimizde, her zaman bir katsayı girebilir ve orantılı simgeyi eşittir simgesiyle değiştirebilirsiniz:

Gördüğünüz gibi, burada yeni bir katsayımız var. denir iletken direnci.

Bu ne? Beyler 1 metre uzunluğunda ve 1 m 2 kesit alanına sahip bir iletkenin sahip olacağı direnç değerinin bu olduğu aşikardır. Peki boyutları? Formülden ifade ediyoruz:

Değer tablo şeklindedir ve şunlara bağlıdır: iletken malzeme.

Böylece sorunsuz bir şekilde listemizdeki ikinci maddeye geçtik. Evet, aynı şekil ve boyutta, ancak farklı malzemelerden iki iletken farklı dirence sahip olacaktır. Ve bu, yalnızca farklı iletken dirençlerine sahip olmaları gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Burada, yaygın olarak kullanılan bazı malzemeler için özdirenç değeri ρ olan bir tablo bulunmaktadır.

Beyler, gümüşün elektrik akımına en az direnç gösterdiğini görüyoruz, dielektrikler için ise tam tersine çok büyük. Bu anlaşılabilir. Dielektrikler, akım iletmedikleri için dielektriklerdir.

Şimdi, verdiğim plakayı (veya gerekli malzeme yoksa Google'ı) kullanarak, gerekli dirence sahip bir teli kendiniz kolayca hesaplayabilir veya belirli bir kesit alanı ve uzunlukta telinizin ne kadar dirence sahip olacağını tahmin edebilirsiniz. .

Mühendislik pratiğimde böyle bir vaka olduğunu hatırlıyorum. Lazer pompa lambasına güç sağlamak için güçlü bir kurulum yaptık. Oradaki güç çılgıncaydı. Ve "bir şeyler ters giderse" durumunda tüm bu gücü emmek için, güvenilir bir telden 1 ohm'luk bir direnç yapılmasına karar verildi. Neden tam olarak 1 Ohm ve tam olarak nereye kurulduğunu şimdi düşünmeyeceğiz. Bu tamamen farklı bir makale için bir konuşma. Bu rezistörün onlarca megawatt güç ve onlarca kilojul enerji almış olması gerektiğini ve bu durumda hayatta kalması istendiğini bilmek yeterlidir. Mevcut malzeme listelerini gözden geçirdikten sonra iki tane seçtim: nikrom ve fechral. Isıya dayanıklıydılar, yüksek sıcaklıklara dayandılar ve ayrıca nispeten yüksek bir elektrik direncine sahiplerdi, bu da bir yandan çok ince (hemen yanacaklardı) ve çok uzun (oldukça) almayı mümkün kıldı. makul boyutlara sığdırmak için gerekli) teller ve diğer yandan - gerekli 1 ohm'u alın. Yinelemeli hesaplamalar ve Rus tel endüstrisi pazarının tekliflerinin analizinin bir sonucu olarak (terim budur), sonunda fechral'e karar verdim. Telin birkaç milimetre çapında ve birkaç metre uzunluğunda olması gerektiği ortaya çıktı. Kesin rakamlar vermeyeceğim, pek azınız ilginizi çekecek ve ben bu hesapları arşivin derinliklerinde aramaya üşeniyorum. Telin aşırı ısınması, onlarca kilojul enerjinin gerçekten içinden geçmesi durumunda (termodinamik formüllerine göre) durum için de hesaplandı. Bize uygun olan birkaç yüz derece çıktı.

Sonuç olarak, yukarıdaki formülün doğruluğunu teyit eden bu ev yapımı dirençlerin üretildiğini ve başarıyla test edildiğini söyleyeceğim.

Bununla birlikte, elektriksel direncin sıcaklığa bağımlılığını da dikkate almamız gerektiğini tamamen unutarak, yaşamdan vakalar hakkında lirik konuşmalardan çok uzaklaştık.

Tahminde bulunalım - teorik olarak ne kadar bağlı olabilir sıcaklığa karşı iletken direnci? Sıcaklık artışı hakkında ne biliyoruz? En az iki şey.

Öncelikle: artan sıcaklıkla, bir maddenin tüm atomları daha hızlı ve daha büyük bir genlikle salınmaya başlar.. Bu, yüklü parçacıkların yönlendirilmiş akışının hareketsiz parçacıklarla daha sık ve daha güçlü bir şekilde çarpışmasına neden olur. Herkesin durduğu bir kalabalığın içinden geçmek başka, herkesin deli gibi koşuşturduğu bir kalabalığın içinden geçmek başka şey. Bu nedenle, yön hareketinin ortalama hızı azalır, bu da mevcut güçte bir azalmaya eşdeğerdir. Yani, iletkenin akıma karşı direncinde bir artışa.

İkinci: artan sıcaklıkla birim hacim başına serbest yüklü parçacıkların sayısı artar. Termal titreşimlerin daha büyük genliği nedeniyle, atomlar daha kolay iyonize olur. Daha fazla serbest parçacık - daha fazla akım. Yani direnç düşer.

Toplamda, iki işlem maddelerde artan sıcaklıkla mücadele eder: birinci ve ikincisi. Soru kimin kazanacağı. Uygulama, metallerde ilk işlemin daha sık ve elektrolitlerde - ikincisinin kazandığını göstermektedir. Yani, bir metalin direnci artan sıcaklıkla artar. Ve bir elektrolit alırsanız (örneğin, bir bakır sülfat çözeltisi ile biraz su), içindeki direnç artan sıcaklıkla azalır.

Birinci ve ikinci süreçlerin birbirini tamamen dengelediği ve direncin pratik olarak sıcaklıktan bağımsız olduğu durumlar vardır.

Bu nedenle, direnç sıcaklığa bağlı olarak değişme eğilimindedir. Bir sıcaklıkta bırakın t1, direnç vardı R1. ve bir sıcaklıkta t2 oldu R2. O zaman ilk durum için ne, ikincisi için şu ifadeyi yazabilirsiniz:

α değeri, beyler, denir sıcaklık direnci katsayısı. Bu oran gösterir dirençte göreceli değişiklik sıcaklık 1 derece değiştiğinde. Örneğin, herhangi bir iletkenin direnci 10 derecede 1000 ohm ve 11 derecede - 1001 ohm ise, o zaman bu durumda

Değer tablo şeklindedir. Yani, önümüzde ne tür bir malzeme olduğuna bağlı. Örneğin demir için bir değer, bakır için başka bir değer olacaktır. Metaller için (direnç sıcaklıkla artar) olduğu açıktır. α>0 , ve elektrolitler için (artan sıcaklıkla direnç azalır) α<0.

Beyler, bugünkü dersimiz için, iletkenin ortaya çıkan direncini etkileyen ve aynı zamanda önümüzde ne tür bir malzeme olduğuna bağlı olan iki miktarımız var. Bunlar, iletkenin direnci olan ρ ve direncin sıcaklık katsayısı olan α'dır. Onları bir araya getirmeye çalışmak mantıklı. Öyle yaptılar! Sonunda ne oldu? Ama bu:

ρ 0 değeri tamamen açık değildir. Bu, iletkenin direncinin değeridir. ∆t=0. Ve belirli bir sayıya bağlı olmadığından, tamamen ve tamamen bizim tarafımızdan - kullanıcılar tarafından - belirlendiğinden, ρ aynı zamanda göreceli bir değerdir. Sıfır referans noktası olarak alacağımız belirli bir sıcaklıkta iletkenin özdirenç değerine eşittir.

Beyler, soru ortaya çıkıyor - bunu nerede kullanmalı? Ve örneğin, termometrelerde. Örneğin, böyle platin dirençli termometreler var. Çalışma prensibi, bir platin telin direncini ölçmemizdir (şimdi öğrendiğimiz gibi, sıcaklığa bağlıdır). Bu tel bir sıcaklık sensörüdür. Ve ölçülen dirence dayanarak, ortam sıcaklığının ne olduğu sonucuna varabiliriz. Bu termometreler iyidir çünkü çok geniş bir sıcaklık aralığında çalışmanıza izin verirler. Diyelim ki, birkaç yüz derecelik sıcaklıklarda. Birkaç termometre hala orada çalışabilir.

Ve ilginç bir gerçek olarak - sıradan bir akkor lamba, kapalı durumda çalışırken olduğundan çok daha düşük bir direnç değerine sahiptir. Diyelim ki 100 watt'lık tipik bir lamba, yaklaşık 50 - 100 ohm'luk bir soğuk filaman direncine sahip. Oysa düzenli çalışma sırasında 500 ohm'luk değerlere ulaşır. Direnç neredeyse 10 kat büyüyor! Ama burada ısıtma 2000 derece civarında! Bu arada, yukarıdaki formüllere ve ağdaki akımın ölçülmesine dayanarak, ipliğin sıcaklığını daha doğru bir şekilde tahmin etmeye çalışabilirsiniz. Nasıl? Kendin için düşün. Yani, lamba açıldığında, özellikle açma anı çıkıştaki sinüsün zirvesine çarparsa, çalışandan birkaç kat daha fazla bir akım içinden akar. Doğru, lamba ısınana kadar direnç çok kısa bir süre için küçüktür. Sonra her şey moda girer ve akım düzenli hale gelir. Bununla birlikte, bu tür akım dalgalanmaları, lambaların açıldıklarında sıklıkla yanmalarının nedenlerinden biridir.

Burada bitirmeyi öneriyorum beyler. Makale normalden biraz daha büyük çıktı. Umarım çok yorgun değilsindir. Hepinize iyi şanslar ve yakında görüşürüz!

Bize katılın

  • 1.5. Vakumda bir elektrik alanı için Ostrogradsky-Gauss teoremi
  • 1.6. Bir elektrik yükünün hareketi üzerinde bir elektrik alanının işi. Elektrik alan kuvveti vektör sirkülasyonu
  • 1.7. Bir elektrik alanındaki bir elektrik yükünün enerjisi
  • 1.8. Elektrik alanın potansiyel ve potansiyel farkı. Elektrik alan kuvvetinin potansiyeli ile ilişkisi
  • 1.8.1. Elektrik alanının potansiyel ve potansiyel farkı
  • 1.8.2. Elektrik alan kuvvetinin potansiyeli ile ilişkisi
  • 1.9. eş potansiyel yüzeyler
  • 1.10. Vakumda elektrostatiklerin temel denklemleri
  • 1.11.2. Sonsuz genişlemiş, düzgün yüklü bir düzlemin alanı
  • 1.11.3. Sonsuz derecede geniş, düzgün yüklü iki düzlemin alanı
  • 1.11.4. Yüklü küresel bir yüzeyin alanı
  • 1.11.5. Hacimsel olarak yüklü bir kürenin alanı
  • Ders 2. Elektrik alanındaki iletkenler
  • 2.1. İletkenler ve sınıflandırılması
  • 2.2. İdeal bir iletkenin boşluğunda ve yüzeyine yakın elektrostatik alan. Elektrostatik koruma. İletkenin hacmindeki ve yüzeyindeki yüklerin dağılımı
  • 2.3. Tek bir iletkenin elektrik kapasitansı ve fiziksel anlamı
  • 2.4. Kondansatörler ve kapasitansları
  • 2.4.1. Düz kapasitör kapasitansı
  • 2.4.2. Silindirik bir kapasitörün kapasitansı
  • 2.4.3. Küresel bir kapasitörün kapasitansı
  • 2.5. Kapasitör bağlantıları
  • 2.5.1. Kondansatörlerin seri bağlantısı
  • 2.5.2. Kondansatörlerin paralel ve karışık bağlantısı
  • 2.6. Kapasitör sınıflandırması
  • Ders 3. Maddedeki statik elektrik alan
  • 3.1. Dielektrikler. Polar ve polar olmayan moleküller. Homojen ve homojen olmayan elektrik alanlarında dipol
  • 3.1.1. Düzgün bir elektrik alanında dipol
  • 3.1.2. Homojen olmayan bir dış elektrik alanında dipol
  • 3.2. Dielektriklerde serbest ve bağlı (polarizasyon) yükler. Dielektriklerin polarizasyonu. Polarizasyon vektörü (polarizasyon)
  • 3.4. İki dielektrik arasındaki arayüzdeki koşullar
  • 3.5. Elektrostriksiyon. Piezoelektrik etki. Ferroelektrikler, özellikleri ve uygulamaları. elektrokalorik etki
  • 3.6. Dielektriklerin elektrostatik temel denklemleri
  • Ders 4. Elektrik alan enerjisi
  • 4.1. Elektrik yüklerinin etkileşim enerjisi
  • 4.2. Yüklü iletkenlerin enerjisi, harici bir elektrik alanındaki dipol, harici bir elektrik alanındaki dielektrik gövde, yüklü bir kapasitör
  • 4.3. Elektrik alan enerjisi. Elektrik alanının hacimsel enerji yoğunluğu
  • 4.4. Bir elektrik alanına yerleştirilmiş makroskopik yüklü cisimlere etkiyen kuvvetler
  • Ders 5. Doğru elektrik akımı
  • 5.1. Sabit elektrik akımı. Doğru akımın varlığı için temel eylemler ve koşullar
  • 5.2. Doğru elektrik akımının temel özellikleri: değer /kuvvet/akım, akım yoğunluğu. Üçüncü taraf kuvvetleri
  • 5.3. Elektromotor kuvvet (emk), voltaj ve potansiyel farkı. onların fiziksel anlamı. emk, voltaj ve potansiyel fark arasındaki ilişki
  • Anlatım 6. Metallerin iletkenliğinin klasik elektronik teorisi. DC Kanunları
  • 6.1. Metallerin elektriksel iletkenliğinin klasik elektronik teorisi ve deneysel gerekçeleri. Ohm kanunu diferansiyel ve integral formlarda
  • 6.3. Direnç bağlantıları: seri, paralel, karışık. Elektrikli ölçüm aletlerinin şöntlenmesi. Elektrikli ölçüm aletlerine karşı ek dirençler
  • 6.3.1. Dirençlerin seri bağlantısı
  • 6.3.2. Dirençlerin paralel bağlantısı
  • 6.3.3. Elektrikli ölçüm aletlerinin şöntlenmesi. Elektrikli ölçüm aletlerine karşı ek dirençler
  • 6.4. Kirchhoff'un kuralları (yasaları) ve bunların en basit elektrik devrelerinin hesaplanmasına uygulanması
  • 6.5. Diferansiyel ve integral formlarda Joule-Lenz yasası
  • Ders 7. Vakumda, gazlarda ve sıvılarda elektrik akımı
  • 7.1. Vakumda elektrik akımı. Termiyonik emisyon
  • 7.2. İkincil ve alan emisyonu
  • 7.3. Gazdaki elektrik akımı. İyonizasyon ve rekombinasyon süreçleri
  • 7.3.1. Gazların kendi kendine devam etmemesi ve kendi kendini iletkenliği
  • 7.3.2. Paschen Yasası
  • 7.3.3. Gazlardaki deşarj türleri
  • 7.3.3.1. kızdırma deşarjı
  • 7.3.3.2. kıvılcım deşarjı
  • 7.3.3.3. korona deşarjı
  • 7.3.3.4. ark deşarjı
  • 7.4. Plazma kavramı. Plazma frekansı. Debye uzunluğu. Plazma elektrik iletkenliği
  • 7.5. elektrolitler. Elektroliz. elektroliz yasaları
  • 7.6. elektrokimyasal potansiyeller
  • 7.7. Elektrolitler aracılığıyla elektrik akımı. Elektrolitler için Ohm yasası
  • 7.7.1. Elektrolizin teknolojide kullanımı
  • Ders 8. Kristallerdeki elektronlar
  • 8.1. Metallerin elektriksel iletkenliğinin kuantum teorisi. Fermi seviyesi. Kristallerin bant teorisinin unsurları
  • 8.2. Fermi-Dirac teorisi açısından süperiletkenlik olgusu
  • 8.3. Yarı iletkenlerin elektriksel iletkenliği. Delik iletkenliği kavramı. İçsel ve dışsal yarı iletkenler. p-n - geçiş kavramı
  • 8.3.1. Yarı iletkenlerin içsel iletkenliği
  • 8.3.2. safsızlık yarı iletkenler
  • 8.4. Ortamlar arasındaki arayüzde elektromanyetik olaylar
  • 8.4.1. Pn - geçiş
  • 8.4.2. Yarı iletkenlerin fotoiletkenliği
  • 8.4.3. Bir maddenin ışıldaması
  • 8.4.4. Termoelektrik olaylar. Volta yasası
  • 8.4.5. Peltier etkisi
  • 8.4.6. Seebeck fenomeni
  • 8.4.7. Thomson fenomeni
  • Çözüm
  • Bibliyografik liste Ana
  • Ek olarak
  • 6.2. İletkenlerin elektriksel direnci. İletkenlerin direncinin sıcaklık ve basınçtan değişimi. süperiletkenlik

    İletkenlerin elektriksel iletkenliğinin ve dolayısıyla elektrik direncinin ve direncinin iletkenin malzemesine ve durumuna bağlı olduğu ifadesinden görülebilir. İletkenin durumu, çeşitli dış basınç faktörlerine (mekanik stresler, dış kuvvetler, sıkıştırma, gerilim vb. yani metal iletkenlerin kristal yapısını etkileyen faktörler) ve sıcaklığa bağlı olarak değişebilir.

    İletkenlerin elektrik direnci (direnç) şekle, boyutlara, iletken malzemeye, basınca ve sıcaklığa bağlıdır:

    Bu durumda, deneysel olarak belirlendiği gibi, iletkenlerin spesifik elektrik direncinin ve iletkenlerin sıcaklığa olan direncinin bağımlılığı, doğrusal yasalarla açıklanır:


    ; (6.22)


    , (6.23)

    nerede  t ve  o , R t ve R o - sırasıyla iletkenin t = 0 o C'deki direnci ve direnci;


    veya

    . (6.24)

    (6.23) formülünden, iletkenlerin direncinin sıcaklığa bağımlılığı, ilişkilerle belirlenir:


    , (6.25)

    burada T termodinamik sıcaklıktır.

    G İletkenlerin direncinin sıcaklığa bağımlılığının grafiği Şekil 6.2'de gösterilmiştir. Metallerin özdirencinin mutlak sıcaklık T'ye bağımlılığının bir grafiği Şekil 6.3'te gösterilmektedir.

    İLE İdeal bir kristal kafeste (ideal bir iletken) metallerin klasik elektronik teorisine göre, elektronlar elektriksel direnç yaşamadan hareket eder ( = 0). Modern fikirler açısından, metallerde elektrik direncinin ortaya çıkmasına neden olan nedenler, kristal kafesteki yabancı safsızlıklar ve kusurların yanı sıra, genliği sıcaklığa bağlı olan metal atomlarının termal hareketidir.

    Mathyssen kuralı, elektrik direncinin sıcaklığa (T) bağımlılığının iki bağımsız terimden oluşan karmaşık bir fonksiyon olduğunu belirtir:


    , (6.26)

    nerede  dinlenme – artık direnç;

     id - kesinlikle saf bir metalin direncine karşılık gelen ve yalnızca atomların termal titreşimleriyle belirlenen metalin ideal direnci.

    Formüllere (6.25) dayanarak, ideal bir metalin özdirenci, T  0 olduğunda (Şekil 6.3'teki eğri 1) sıfır olma eğiliminde olmalıdır. Bununla birlikte, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak özdirenç, bağımsız  id ve  dinlenme terimlerinin toplamıdır. Bu nedenle, metalin kristal kafesindeki safsızlıkların ve diğer kusurların varlığından dolayı, özdirenç  (T), sıcaklık düştükçe sabit bir nihai değere  gitme eğilimindedir (Şekil 6.3'teki eğri 2). Bazen minimumu geçerek, sıcaklıkta daha fazla düşüşle biraz yükselir (Şekil 6.3'teki eğri 3). Artık özdirencin değeri, kafesteki kusurların varlığına ve safsızlıkların içeriğine bağlıdır ve konsantrasyonlarının artmasıyla artar. Kristal kafesteki safsızlıkların ve kusurların sayısı en aza indirilirse, metallerin elektrik direncini etkileyen bir faktör daha kalır - kuantum mekaniğine göre mutlak olarak bile durmayan atomların termal titreşimi sıfır sıcaklık. Bu titreşimlerin bir sonucu olarak, kafes ideal olmaktan çıkar ve uzayda, eylemi elektronların saçılmasına yol açan değişken kuvvetler ortaya çıkar, yani. direnişin ortaya çıkışı.

    Daha sonra, bazı metallerin (Al, Pb, Zn vb.) ve alaşımlarının kritik olarak adlandırılan düşük sıcaklıklardaki T (0.14~20 K) direncinin, her bir maddenin özelliği olarak aniden sıfıra düştüğü, yani e. . metal mutlak bir iletken haline gelir. Süperiletkenlik adı verilen bu fenomen ilk kez 1911'de G. Kamerling-Onnes tarafından cıva için keşfedildi. T = 4,2 K'da cıvanın görünüşe göre elektrik akımına karşı direncini tamamen kaybettiği bulundu. Dirençteki azalma, bir derecenin birkaç yüzde biri aralığında çok keskin bir şekilde gerçekleşir. Daha sonra diğer saf maddelerde ve birçok alaşımda direnç kaybı gözlenmiştir. Süperiletken duruma geçiş sıcaklıkları değişkendir, ancak her zaman çok düşüktür.

    Bir süper iletken malzeme halkasında bir elektrik akımını uyardıktan sonra (örneğin, elektromanyetik indüksiyon kullanarak), gücünün birkaç yıl boyunca azalmadığını gözlemleyebilirsiniz. Bu, düşük sıcaklıkta (10 -12 Ohmm) bakırın direncinden çok daha düşük olan süper iletkenlerin özdirenç üst sınırını (10 -25 Ohmm'den az) bulmayı mümkün kılar. Bu nedenle süperiletkenlerin elektrik direncinin sıfır olduğu varsayılır. Süperiletken duruma geçişten önceki direnç çok farklıdır. Oda sıcaklığında süperiletkenlerin çoğu oldukça yüksek bir dirence sahiptir. Süperiletken duruma geçiş her zaman çok ani olur. Saf tek kristallerde, bir derecenin binde birinden daha az bir sıcaklık aralığını kaplar.

    İLE alüminyum, kadmiyum, çinko, indiyum, galyum saf maddeler arasında süper iletkenliğe sahiptir. Araştırma sürecinde, kristal kafesin yapısının, malzemenin homojenliğinin ve saflığının süper iletken duruma geçişin doğası üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu ortaya çıktı. Bu, örneğin, çeşitli saflıktaki kalayın süper iletken durumuna geçiş için deneysel eğrileri gösteren Şekil 6.4'te görülebilir (eğri 1 - tek kristal kalay; 2 - polikristal kalay; 3 - safsızlıklarla polikristal kalay) .

    1914'te K. Onnes, manyetik indüksiyon olduğunda süper iletken durumun bir manyetik alan tarafından yok edildiğini keşfetti. B bazı kritik değerleri aşıyor. İndüksiyonun kritik değeri, süperiletkenin malzemesine ve sıcaklığa bağlıdır. Süperiletkenliği yok eden kritik alan, süperiletken akımın kendisi tarafından da oluşturulabilir. Bu nedenle, süperiletkenliğin yok edildiği kritik bir akım vardır.

    1933'te Meissner ve Oksenfeld, süper iletken bir cismin içinde manyetik alan olmadığını keşfettiler. Bir süperiletken, harici bir sabit manyetik alanda soğutulduğunda, süperiletken duruma geçiş anında, manyetik alan hacminden tamamen uzaklaşır. Bu, bir süper iletkeni, özdirenç sıfıra düştüğünde, hacimdeki manyetik alan indüksiyonunun değişmeden kalması gereken ideal bir iletkenden ayırır. İletkenin hacminden manyetik alanın yer değiştirmesi olgusuna Meissner etkisi denir. Meissner etkisi ve elektrik direncinin olmaması bir süperiletkenin en önemli özellikleridir.

    İletkenin hacminde bir manyetik alanın olmaması, manyetik alanın genel yasalarından, içinde yalnızca bir yüzey akımının var olduğu sonucuna varmamızı sağlar. Fiziksel olarak gerçektir ve bu nedenle yüzeye yakın bir yerde ince bir tabaka kaplar. Akımın manyetik alanı, iletkenin içindeki dış manyetik alanı yok eder. Bu açıdan süperiletken, formal olarak ideal bir diamagnet gibi davranır. Bununla birlikte, bir diamagnet değildir, çünkü manyetizasyonu (mıknatıslanma vektörü) içinde sıfıra eşittir.

    Süperiletkenlik olgusunun gözlemlendiği saf maddeler sayısız değildir. Süper iletkenlik, alaşımlarda daha sık gözlenir. Saf maddeler için sadece Meissner etkisi meydana gelirken, alaşımlar için manyetik alan hacmin tamamen dışına itilmez (kısmi bir Meissner etkisi gözlenir).

    Tam Meissner etkisinin gözlendiği maddelere birinci tür süper iletkenler, kısmi olanlara ise ikinci tür süper iletkenler denir.

    Hacimdeki ikinci tür süper iletkenler, manyetik bir alan oluşturan dairesel akımlara sahiptir, ancak bu, tüm hacmi doldurmaz, ancak içinde ayrı iplikler şeklinde dağıtılır. Direnç gelince, birinci tür süper iletkenlerde olduğu gibi sıfıra eşittir.

    Fiziksel doğası gereği süper iletkenlik, elektronlardan oluşan bir sıvının aşırı akışkanlığıdır. Süperakışkanlık, sıvının süperakışkan bileşeni ile diğer kısımları arasındaki enerji alışverişinin sona ermesi nedeniyle oluşur ve bunun sonucunda sürtünme ortadan kalkar. Bu durumda, etkileşim kuvvetlerinin üstesinden gelemediği oldukça geniş bir enerji boşluğu ile diğer seviyelerden ayrılan sıvı moleküllerin en düşük enerji seviyesinde "yoğunlaşması" olasılığı esastır. Etkileşimi kapatmanın nedeni budur. En alt düzeyde çok sayıda parçacığın bulunabilmesi için bunların Bose-Einstein istatistiklerine uyması gerekir, yani. tamsayı dönüşü var.

    Elektronlar Fermi-Dirac istatistiklerine uyarlar ve bu nedenle en düşük enerji seviyesinde "yoğunlaşamazlar" ve bir süperakışkan elektron sıvısı oluşturamazlar. Elektronlar arasındaki itici kuvvetler, kristal kafesin pozitif iyonlarının çekici kuvvetleri tarafından büyük ölçüde telafi edilir. Bununla birlikte, kristal kafesin düğümlerindeki atomların termal titreşimleri nedeniyle, elektronlar arasında çekici bir kuvvet ortaya çıkabilir ve daha sonra çiftler halinde birleşirler. Elektron çiftleri, tamsayı spinli parçacıklar gibi davranır, yani. Bose-Einstein istatistiklerine uyun. Yoğunlaşabilir ve süper iletken bir elektrik akımı oluşturan elektron çiftlerinden oluşan bir süper akışkan sıvı akımı oluşturabilirler. En düşük enerji seviyesinin üzerinde, diğer yükler ile etkileşim enerjisi nedeniyle elektron çiftinin üstesinden gelemediği bir enerji boşluğu vardır, yani. enerji durumunu değiştiremez. Bu nedenle, elektriksel direnç yoktur.

    Elektron çiftlerinin oluşma olasılığı ve bunların aşırı akışkanlığı kuantum teorisi ile açıklanmaktadır.

    Süperiletken malzemelerin (süper iletken mıknatısların sargılarında, bilgisayar bellek sistemlerinde vb.) pratik kullanımı, düşük kritik sıcaklıkları nedeniyle zordur. Şu anda, 100 K'nin üzerindeki sıcaklıklarda süper iletkenliğe sahip seramik malzemeler (yüksek sıcaklık süper iletkenleri) keşfedildi ve aktif olarak inceleniyor. Süperiletkenlik fenomeni kuantum teorisi ile açıklanmaktadır.

    İletken direncinin sıcaklık ve basınca bağımlılığı, teknolojide sıcaklığı (direnç termometreleri) ve hızla değişen büyük basınçları (elektrik gerinim ölçerleri) ölçmek için kullanılır.

    SI sisteminde iletkenlerin elektriksel direnci Ohmm cinsinden, direnç ise Ohm cinsinden ölçülür. Bir ohm, 1V'luk bir voltajda 1A'lık bir doğru akımın aktığı böyle bir iletkenin direncidir.

    Elektriksel iletkenlik, formül tarafından belirlenen bir miktardır.


    . (6.27)

    SI sisteminde iletkenlik birimi siemens'tir. Bir siemens (1 cm) - 1 ohm dirençli bir devre bölümünün iletkenliği.

    Isıtıldığında, artan sıcaklıkla iletken malzemedeki atomların hareket hızının artması sonucu artar. Aksine, elektrolitlerin ve kömürün özgül direnci, ısıtıldığında azalır, çünkü bu malzemeler, atomların ve moleküllerin hareket hızını arttırmanın yanı sıra, birim hacim başına serbest elektron ve iyon sayısını da arttırır.

    Bileşenlerinden daha fazla metal içeren bazı alaşımlar, ısıtma ile özdirencini hemen hemen değiştirmezler (konstantan, manganin vb.). Bunun nedeni alaşımların düzensiz yapısı ve elektronların ortalama serbest zamanlarının kısa olmasıdır.

    Malzemenin 1° ısıtıldığında direncinin arttığını (veya 1° soğutulduğunda azaldığını) gösteren değere denir.

    Sıcaklık katsayısı α ile gösterilirse, \u003d 20 o ila ρ o arasındaki direnç, o zaman malzeme t1 sıcaklığına ısıtıldığında, özdirenci p1 = ρ o + αρ o (t1 - to) = ρ o ( 1 + (α (t1 -to))

    ve buna göre R1 = Ro (1 + (α (t1 - to))

    Bakır, alüminyum, tungsten için sıcaklık katsayısı a 0.004 1/deg'dir. Bu nedenle 100° ısıtıldığında dirençleri %40 artar. Demir için α = 0.006 1/deg, pirinç için α = 0.002 1/deg, fekral için α = 0.0001 1/deg, nikrom için α = 0.0002 1/deg, konstantan için α = 0.00001 1/deg , manganin için α = 0.00004 1/derece Kömür ve elektrolitler negatif sıcaklık direnç katsayısına sahiptir. Çoğu elektrolit için sıcaklık katsayısı yaklaşık olarak 0,02 1/derecedir.

    İletkenlerin sıcaklığa bağlı olarak dirençlerini değiştirme özelliği kullanılır. direnç termometreleri. Direnç ölçülerek ortam sıcaklığı hesaplanarak belirlenir.Konstantan, manganin ve çok küçük sıcaklık direnç katsayısına sahip diğer alaşımlar, şönt ve ölçüm cihazlarına ek dirençler yapmak için kullanılır.

    Örnek 1. Bir demir telin 520°'ye ısıtıldığında direnci Ro nasıl değişir? Demirin sıcaklık katsayısı a 0.006 1/deg'dir. R1 \u003d Ro + Ro α (t1 - to) \u003d Ro + Ro 0.006 (520 - 20) \u003d 4Ro formülüne göre, yani, bir demir telin 520 ° ısıtıldığında direnci artacaktır 4 zamanlar.

    Örnek 2. -20 ° sıcaklıktaki alüminyum teller 5 ohm'luk bir dirence sahiptir. Dirençlerini 30 ° sıcaklıkta belirlemek gerekir.

    R2 = R1 - αR1 (t2 - t1) \u003d 5 + 0,004 x 5 (30 - (-20)) \u003d 6 ohm.

    Malzemelerin ısıtıldığında veya soğutulduğunda elektriksel dirençlerini değiştirme özelliği sıcaklıkları ölçmek için kullanılır. Böyle, ısıl direnç Kuvarsla kaynaştırılmış platin veya saf nikelden yapılmış teller olan , -200 ila + 600 ° arasındaki sıcaklıkları ölçmek için kullanılır. Büyük bir negatif katsayılı yarı iletken termal dirençler, daha dar aralıklardaki sıcaklıkları doğru bir şekilde belirlemek için kullanılır.

    Sıcaklıkları ölçmek için kullanılan yarı iletken termal dirençlere termistör denir.

    Termistörler yüksek bir negatif sıcaklık direnç katsayısına sahiptir, yani ısıtıldığında dirençleri azalır. iki veya üç metal oksit karışımından oluşan oksit (oksitlenmiş) yarı iletken malzemelerden yapılır. En yaygın olanları bakır-manganez ve kobalt-manganez termistörleridir. İkincisi sıcaklığa daha duyarlıdır.

    Ohm yasasından (§ 1.7) bahsederken, sıcaklık ve basınç gibi fiziksel koşulların değişmeden kalması gerekliliğini vurguladık. Gerçek şu ki, genellikle iletkenlerin direnci sıcaklığa bağlıdır:

    Metal tellerin direnci ısı ile artar.

    Bakır teller için, sıcaklıktaki her 2.5°C'lik artış, dirençte yaklaşık %1'lik bir artışa (orijinal dirençlerinin yüzde biri) veya sıcaklıktaki her 1°C'lik artış için dirençte %0.4'lük bir artışa neden olur. Yukarıda verilen özdirenç değerleri 20 °C sıcaklığa karşılık gelir.

    Örneğin, bakırın direncini 45 ° sıcaklıkta belirlemeniz gerekir.

    20 °C'de 1 mm2 kesitli 1 m uzunluk başına 0.0178 Ohm'a eşit olduğunu biliyoruz. Her 2.5 ° 'de %1 arttığını biliyoruz, yani.

    Yeni sıcaklık 25°C ile 20°C'yi aşıyor.

    Bu, istenen direncin 0.0178'den %10 daha büyük olduğu anlamına gelir: 45 ° 'deki direnç, 1 mm2'lik bir kesit ile 1 m başına ohm'dur.

    Direncin sıcaklığa bağımlılığı, genellikle elektrik makinelerinde bakır tellerin sıcaklığını belirlemek için kullanılır.

    Direncin sıcaklığa aynı bağımlılığı, sıcaklığının belirlenmesi istenen odada bulunan bir tel parçasının (genellikle bir spiral şeklinde sarılmış) direncinin ölçülmesine dayanan elektrikli termometreler için kullanılır.

    Bu sıcaklık ölçümü ile, odanın farklı bölümlerinin (örneğin buzdolaplarında) veya endüstriyel tesislerin farklı bölümlerinin sıcaklığının gözlemini tek bir yerde yoğunlaştırmak kolaydır.

    Bu durumda, anahtarı farklı konumlara getirerek tek işaretçi ölçüm cihazını kullanabilirsiniz: her yeni konumda, örneğin buzdolabının farklı katlarında bulunan ölçüm için tel spiraller açılır.

    Örnek 2. Bir elektrikli makinenin sargısının 20 °C'deki direnci 60 ohm idi. Makinenin bir saatlik çalışmasından sonra sargı direnci 69.6 ohm'a yükseldi. Sargının ne kadar sıcak olduğunu belirleyin, eğer sıcaklıktaki her 10 °C artışta direnç %4 artarsa. ,

    Öncelikle direncin yüzde kaç arttığına bakıyoruz:

    Şimdi sıcaklığın 40°C arttığını, yani 20 + 40 = 60°C'ye eşit olduğunu kolayca bulabiliriz.

    Doğal olarak, şimdi soru ortaya çıkmalıdır: filament içlerinde ısıtıldığında elektrik lambalarının direnci değişir mi? Cevap: Evet, elbette, soğuk lamba filamentinin direnci, çalışma durumundaki direncinden daha azdır. § 1.7'de yapılan açıklamamız buna atıfta bulundu.

    Yalnızca, çoğu zaman, özelliğin doğrusal olmamasının tamamen elektriksel olaylarla açıklandığını not ediyoruz. Bu, özelliği Şekil 2'de gösterilen varistör için geçerlidir. 1.14.

    Bir dizi ölçüm cihazında ve özel ekipmanlarda, dirençlerinin sıcaklıkla değişmemesi çoğu zaman gereklidir. Bu tür ürünler için, direnci pratik olarak sıcaklıktan bağımsız olan alaşımlar geliştirilmiştir.

    Bu alaşımlardan en yaygın olarak manganin ve konstantan kullanılır.

    Birçok iletken, gerildiklerinde veya sıkıştırıldıklarında dirençlerini belirgin şekilde değiştirir. İletkenlerin bu özelliği aynı zamanda önemli bir teknik uygulama bulmuştur: şu anda, özel olarak üretilmiş elemanların elektrik direncindeki değişiklik, genellikle, örneğin kirişlerin, rayların, makine parçalarının yükleri altında meydana gelen basınçları ve küçük yer değiştirmeleri yargılamak için kullanılmaktadır. vb.

    Akımın oluşumuna katılmayan iletken parçacıklar (moleküller, atomlar, iyonlar) termal hareket halindedir ve akımı oluşturan parçacıklar aynı anda bir elektrik alan etkisi altında termal ve yönlü hareketlerde bulunur. Bu nedenle, akımı oluşturan parçacıklar ile oluşumuna katılmayan parçacıklar arasında çok sayıda çarpışma meydana gelir; burada birincisi, akım kaynağının enerjisinin bir kısmını ikincisine aktarır. Çarpışma ne kadar fazla olursa, akımı oluşturan parçacıkların düzenli hareket hızı o kadar düşük olur. Formülden de anlaşılacağı gibi ben = env, hızı azaltmak mevcut güçte bir azalmaya yol açar. Akım gücünü azaltmak için bir iletkenin özelliğini karakterize eden skaler niceliğe denir. iletken direnci. Ohm kanunu direnci formülünden Ohm - akımın bir kuvvetle elde edildiği iletkenin direnci 1 A 1 v'de iletkenin uçlarındaki bir voltajda.

    Bir iletkenin direnci, uzunluğuna, S kesitine ve özdirenç ile karakterize edilen malzemeye bağlıdır. İletken ne kadar uzun olursa, akımı oluşturan parçacıkların oluşumuna katılmayan parçacıklarla birim zamanda çarpışması o kadar fazla olur ve dolayısıyla iletkenin direnci o kadar büyük olur. İletkenin enine kesiti ne kadar küçük olursa, akımı oluşturan parçacıkların akışı o kadar yoğun olur ve oluşumuna katılmayan parçacıklarla daha sık çarpışırlar ve bu nedenle iletkenin direnci o kadar büyük olur.

    Bir elektrik alanının etkisi altında, akımı oluşturan parçacıklar çarpışmalar arasında hızlandırılmış bir hızla hareket ederek alanın enerjisinden dolayı kinetik enerjilerini arttırırlar. Akım oluşturmayan parçacıklarla çarpışırken kinetik enerjilerinin bir kısmını kendilerine aktarırlar. Sonuç olarak, iletkenin iç enerjisi artar, bu da ısınmasında harici olarak kendini gösterir. Isıtıldığında iletkenin direncinin değişip değişmediğini düşünün.


    Elektrik devresinde bir çelik tel bobini vardır (sicim, Şek. 81, a). Devreyi kapattıktan sonra teli ısıtmaya başlayacağız. Ne kadar çok ısıtırsak, ampermetre o kadar az akım gösterir. Azalması, metaller ısıtıldığında dirençlerinin artması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Yani bir ampulün saç telinin yanmadığı zaman direnci yaklaşık olarak 20 ohm ve yandığında (2900°C) - 260 ohm. Bir metal ısıtıldığında, elektronların termal hareketi ve kristal kafes içindeki iyonların salınım hızı artar, bunun sonucunda iyonlarla bir akım oluşturan elektron çarpışmalarının sayısı artar. Bu, iletkenin * direncinde bir artışa neden olur. Metallerde, serbest olmayan elektronlar iyonlara çok güçlü bir şekilde bağlıdır; bu nedenle metaller ısıtıldığında serbest elektronların sayısı pratikte değişmez.

    * (Elektronik teoriye dayanarak, direncin sıcaklığa bağımlılığının kesin yasasını çıkarmak imkansızdır. Böyle bir yasa, bir elektronun dalga özelliklerine sahip bir parçacık olarak kabul edildiği ve bir iletken elektronun bir metal içindeki hareketinin, uzunluğu tarafından belirlenen elektron dalgalarının yayılma süreci olarak kabul edildiği kuantum teorisi tarafından belirlenir. de Broglie ilişkisi.)

    Deneyler, farklı maddelerden gelen iletkenlerin sıcaklıkları aynı derece değiştiğinde, dirençlerinin eşit olmayan şekilde değiştiğini göstermektedir. Örneğin, bir bakır iletkenin direnci varsa 1 ohm, daha sonra ısıtmadan sonra 1°C o direnecek 1.004 ohm ve tungsten - 1.005 ohm.İletken direncinin sıcaklığına bağımlılığını karakterize etmek için, direnç sıcaklık katsayısı adı verilen bir miktar tanıtıldı. 0 ° C'de alınan 1 ohm'luk bir iletkenin direncindeki, sıcaklığındaki 1 ° C'lik bir değişiklikten ölçülen skaler değere, direncin sıcaklık katsayısı α denir.. Yani, tungsten için bu katsayı eşittir 0.005 derece -1, bakır için - 0.004 derece -1 . Direncin sıcaklık katsayısı sıcaklığa bağlıdır. Metaller için sıcaklıkla çok az değişir. Küçük bir sıcaklık aralığı ile belirli bir malzeme için sabit olarak kabul edilir.

    İletkenin direncinin sıcaklığını dikkate alarak hesaplandığı formülü elde ederiz. varsayalım ki R0- iletken direnci 0°C, ısıtıldığında 1°C tarafından artacak αR 0 ve ısıtıldığında - üzerinde αRt° ve olur R = R 0 + αR 0 t°, veya

    Metallerin direncinin sıcaklığa bağımlılığı, örneğin elektrikli ısıtıcılar, lambalar için spirallerin imalatında dikkate alınır: spiral telin uzunluğu ve izin verilen akım gücü, ısıtılmış bir durumdaki dirençlerinden hesaplanır. Metallerin direncinin sıcaklığa bağımlılığı, ısı motorlarının, gaz türbinlerinin, yüksek fırınlardaki metallerin vb. sıcaklığını ölçmek için kullanılan dirençli termometrelerde kullanılır. Bu termometre ince bir platin (nikel, demir) spiral sargıdan oluşur. porselen bir çerçeve üzerinde ve koruyucu bir kutuya yerleştirildi. Uçları, ölçeği sıcaklık dereceleriyle derecelendirilen bir ampermetre ile bir elektrik devresine bağlanır. Bobin ısıtıldığında devredeki akım azalır, bu da ampermetre iğnesinin hareket etmesine neden olur ki bu da sıcaklığı gösterir.

    Belirli bir bölümün, devrenin direncinin karşılığına denir. iletkenin elektriksel iletkenliği(elektiriksel iletkenlik). İletkenin elektriksel iletkenliği İletkenin iletkenliği ne kadar büyükse direnci o kadar düşük ve akımı o kadar iyi iletir. Elektriksel iletkenlik biriminin adı İletken direncinin iletkenliği 1 ohm aranan Siemens.

    Sıcaklık azaldıkça metallerin direnci azalır. Ancak, direnci her metal ve alaşım için belirlenen düşük bir sıcaklıkta keskin bir şekilde azalan ve kaybolan derecede küçük hale gelen - pratik olarak sıfıra eşit olan metaller ve alaşımlar vardır (Şekil 81, b). Gelen süper iletkenlik- iletkenin pratikte hiçbir direnci yoktur ve iletken süper iletkenlik sıcaklığındayken, uyarılan akım uzun süre var olduğunda (deneylerden birinde akım bir yıldan fazla bir süre boyunca gözlemlendi). Yoğunluğu olan bir süperiletkenden akım geçirildiğinde 1200a / mm2ısı salınımı gözlemlenmedi. En iyi akım iletkenleri olan tek değerli metaller, deneylerin yapıldığı aşırı düşük sıcaklıklara kadar süperiletken duruma geçmezler. Örneğin, bu deneylerde bakır, 0.0156°K, altın - önce 0.0204° K Normal sıcaklıklarda süper iletkenliğe sahip alaşımlar elde etmek mümkün olsaydı, bu elektrik mühendisliği için büyük önem taşırdı.

    Modern kavramlara göre, süperiletkenliğin ana nedeni, bağlı elektron çiftlerinin oluşumudur. Süperiletkenlik sıcaklığında, elektronların bağlı elektron çiftleri oluşturmasına neden olan serbest elektronlar arasında değiş tokuş kuvvetleri hareket etmeye başlar. Bağlı elektron çiftlerinin böyle bir elektron gazı, sıradan elektron gazından farklı özelliklere sahiptir - kristal kafesin düğümlerinde sürtünme olmadan bir süper iletken içinde hareket eder.

    Görev 24. Elektrikli ocak gözü spirallerinin üretimi için atölye, etiketinde şöyle yazan bir nikrom tel bobini aldı: "Ağırlık 8,2 kg, Λ çap 0,5 mm". Ağa dahil olmayan spiralin direnci 22 ohm ise bu telden kaç tane spiral yapılabileceğini belirleyin. Nikromun yoğunluğu 8200 kg / m3

    Buradan nerede S = pr 2 ; S \u003d 3.14 * 0.0625 mm 2 ≈ 2 * 10 -7 m 2.

    Tel ağırlığı m = ρ 1 V, veya m = ρ 1lS, buradan

    Yanıt vermek: n = 1250 spiral.

    Görev 25. 20 ° C sıcaklıkta, bir ampulün tungsten filamanının bir direnci vardır. 30 ohm; voltajlı bir DC ağına bağlandığında 220 inç akım bir spiral içinde akar 0.6 a. Ampul filamanının filaman sıcaklığını ve uzunluğu ise, lamba filamanındaki sabit elektrik alanının yoğunluğunu belirleyin. 550 mm.



    Lamba yanarken spiralin direnci, devre bölümü için Ohm yasasının formülünden belirlenir:

    sonra

    Lamba filamanındaki sabit alan gücü

    Yanıt vermek: t 0 G \u003d 2518 ° C; E = 400 v / m.

    (sabit dirençler) ve makalenin bu bölümünde bahsedeceğiz veya değişken dirençler.

    Değişken direnç dirençleri, veya değişken dirençler direnci olabilen radyo bileşenleridir. değişiklik sıfırdan nominal değere. Ses üreten radyo cihazlarında kazanç kontrolleri, ses ve ton kontrolleri olarak kullanılırlar, çeşitli voltajların hassas ve düzgün ayarlanması için kullanılırlar ve ikiye ayrılırlar. potansiyometre ve akort dirençler.

    Potansiyometreler, pürüzsüz kazanç kontrolleri, ses ve ton kontrolleri olarak kullanılır, çeşitli voltajları sorunsuz bir şekilde ayarlamaya hizmet eder ve ayrıca servo sistemlerde, hesaplama ve ölçüm cihazlarında vb.

    Potansiyometre iki sabit ve bir hareketli çıkışa sahip ayarlanabilir bir direnç olarak adlandırılır. Sabit terminaller direncin kenarlarında bulunur ve potansiyometrenin toplam direncini oluşturan direnç elemanının başına ve sonuna bağlanır. Orta terminal, dirençli elemanın yüzeyi boyunca hareket eden ve orta ile herhangi bir uç terminal arasındaki direnç değerini değiştirmenize izin veren hareketli bir kontağa bağlanır.

    Potansiyometre, içinde açık halka şeklinde yapılmış dirençli bir eleman ve potansiyometrenin kolu olan çıkıntılı bir metal eksenin bulunduğu silindirik veya dikdörtgen bir kasadır. Eksenin sonunda, direnç elemanı ile güvenilir teması olan bir akım toplayıcı plaka (kontak fırçası) sabitlenmiştir. Fırçanın dirençli tabakanın yüzeyi ile temasının güvenilirliği, bronz veya çelik gibi yay malzemelerinden yapılmış kaydırıcının basıncı ile sağlanır.

    Düğme döndürüldüğünde, kaydırıcı direnç elemanının yüzeyi boyunca hareket eder, bunun sonucunda orta ve dış terminaller arasında direnç değişir. Ve uç terminallere voltaj uygulanırsa, bunlar ile orta terminal arasında bir çıkış voltajı elde edilir.

    Şematik olarak, potansiyometre aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi temsil edilebilir: uç terminaller 1 ve 3 olarak numaralandırılmıştır, orta terminal 2 olarak numaralandırılmıştır.

    Direnç elemanına bağlı olarak, potansiyometreler ayrılır: telsiz ve Tel.

    1.1 Telsiz.

    Telsiz potansiyometrelerde dirençli eleman şu şekilde yapılır: at nalı veya dikdörtgen yüzeyinde belirli bir omik dirence sahip dirençli bir tabakanın uygulandığı yalıtım malzemesi plakaları.

    Dirençler at nalı Direnç elemanı yuvarlak bir şekle ve 230 - 270 ° dönme açısına sahip kaydırıcının dönme hareketine ve dirençlere sahip dikdörtgen Direnç elemanı dikdörtgen bir şekle ve kaydırıcının öteleme hareketine sahiptir. En popülerleri SP, OSP, SPE ve SP3 gibi dirençlerdir. Aşağıdaki şekil, at nalı şeklinde bir direnç elemanına sahip SP3-4 tipi bir potansiyometreyi göstermektedir.

    Yerli sanayi, dirençli elemanın kavisli bir oluğa bastırıldığı SPO tipi potansiyometreler üretti. Böyle bir direncin kasası seramikten yapılmıştır ve toz, nem ve mekanik hasara karşı korumanın yanı sıra elektrik koruması için tüm direnç metal bir kapakla kapatılmıştır.

    SPO tipi potansiyometreler yüksek aşınma direncine sahiptir, aşırı yüklere karşı duyarsızdır ve boyutları küçüktür, ancak bir dezavantajı vardır - doğrusal olmayan fonksiyonel özellikler elde etme zorluğu. Bu dirençler hala eski ev radyo ekipmanlarında bulunabilir.

    1.2. Tel.

    V Tel Potansiyometrelerde direnç, kenarı boyunca hareketli bir kontağın hareket ettiği dairesel bir çerçeve üzerine bir katman halinde sarılmış yüksek dirençli bir tel tarafından oluşturulur. Fırça ve sargı arasında güvenilir bir temas sağlamak için temas yolu temizlenir, parlatılır veya 0.25d derinliğe kadar taşlanır.

    Çerçevenin cihazı ve malzemesi, doğruluk sınıfına ve direncin direncindeki değişim yasasına göre belirlenir (dirençteki değişim yasası aşağıda tartışılacaktır). Çerçeveler, telleri sardıktan sonra bir halkaya katlanan veya sarımın döşendiği bitmiş bir halkayı alan bir plakadan yapılır.

    Hassasiyeti %10-15'i geçmeyen dirençler için çerçeveler, telleri sardıktan sonra bir halka şeklinde katlanan bir plakadan yapılır. Çerçevenin malzemesi, getinax, textolite, fiberglas veya metal - alüminyum, pirinç vb. Gibi yalıtım malzemeleridir. Bu tür çerçevelerin üretimi kolaydır, ancak doğru geometrik boyutlar sağlamaz.

    Bitmiş halkadan çerçeveler yüksek hassasiyetle yapılır ve esas olarak potansiyometre üretimi için kullanılır. Onlar için malzeme plastik, seramik veya metaldir, ancak bu tür çerçevelerin dezavantajı, sarmak için özel ekipman gerektiğinden sarmanın karmaşıklığıdır.

    Sargı, emaye yalıtımında örneğin konstantan, nikrom veya manganin gibi yüksek elektrik direncine sahip alaşımlardan yapılmış tellerle gerçekleştirilir. Potansiyometreler için, düşük oksitlenebilirlik ve yüksek aşınma direncine sahip, asil metallere dayalı özel alaşımlardan yapılmış teller kullanılır. Tel çapı, izin verilen akım yoğunluğuna göre belirlenir.

    2. Değişken dirençlerin temel parametreleri.

    Dirençlerin ana parametreleri şunlardır: toplam (nominal) direnç, fonksiyonel özelliklerin şekli, minimum direnç, nominal güç, dönüş gürültü seviyesi, aşınma direnci, direncin iklimsel etkiler altındaki davranışını karakterize eden parametreler, ayrıca boyutlar, maliyet vb. . Bununla birlikte, dirençleri seçerken, çoğu zaman nominal dirence ve daha az sıklıkla fonksiyonel özelliklere dikkat ederler.

    2.1. Anma direnci.

    Anma direnci direnci gövdesinde belirtilmiştir. GOST 10318-74'e göre tercih edilen sayılar: 1,0 ; 2,2 ; 3,3 ; 4,7 Ohm, kiloohm veya megaohm.

    Yabancı dirençler için tercih edilen sayılar 1,0 ; 2,0 ; 3,0 ; 5.0 Ohm, kiloohm ve megaohm.

    Nominal değerden izin verilen direnç sapmaları ± %30 aralığında ayarlanır.

    Bir direncin toplam direnci, 1 ve 3 terminalleri arasındaki dirençtir.

    2.2. Fonksiyonel özelliklerin şekli.

    Aynı tipteki potansiyometreler, direnç düğmesi çevrildiğinde, aşırı ve orta terminaller arasında direncin direncinin hangi yasaya göre değiştiğini belirleyen işlevsel bir karakteristikte farklılık gösterebilir. Potansiyometreler fonksiyonel özelliğin şekline göre ikiye ayrılır: doğrusal ve doğrusal olmayan: lineer olanlar için direnç değeri akım kollektörünün hareketi ile orantılı olarak değişir, lineer olmayanlar için belirli bir yasaya göre değişir.

    Üç ana yasa vardır: A- Doğrusal, B– logaritmik, V— Ters Logaritmik (Üslü). Bu nedenle, örneğin, ses üreten ekipmandaki ses seviyesini kontrol etmek için, direnç elemanının orta ve dış terminalleri arasındaki direncin, duruma göre değişmesi gerekir. karşılıklı logaritmik hukuk (B). Sadece bu durumda kulağımız hacimde eşit bir artış veya azalma algılayabilir.

    Veya frekans ayar elemanları olarak değişken dirençlerin kullanıldığı, örneğin ses frekans jeneratörleri gibi ölçüm cihazlarında, dirençlerinin de duruma göre değişmesi gerekir. logaritmik(B) veya karşılıklı logaritmik kanun. Ve bu koşul karşılanmazsa, jeneratör ölçeği düzensiz olacak ve bu da frekansın doğru bir şekilde ayarlanmasını zorlaştıracaktır.

    Dirençler doğrusal karakteristik (A) esas olarak voltaj bölücülerde ayarlayıcı veya düzeltici olarak kullanılır.

    Dirençteki değişimin direnç düğmesinin dönüş açısına bağımlılığı her yasa için aşağıdaki grafikte gösterilmiştir.

    İstenilen fonksiyonel özellikleri elde etmek için potansiyometre tasarımında büyük değişiklikler yapılmaz. Bu nedenle, örneğin, tel sargılı dirençlerde, tel değişken bir adımla sarılır veya çerçevenin kendisi değişken genişlikte yapılır. Telsiz potansiyometrelerde dirençli tabakanın kalınlığı veya bileşimi değiştirilir.

    Ne yazık ki, ayarlanabilir dirençler nispeten düşük güvenilirliğe ve sınırlı bir ömre sahiptir. Çoğu zaman, uzun süredir kullanılan ses ekipmanı sahipleri, ses kontrolünü açarken hoparlörden hışırtı ve çatırtı duymak zorundadır. Bu hoş olmayan anın nedeni, fırçanın dirençli elemanın iletken tabakası ile temasının veya ikincisinin aşınmasının ihlalidir. Kayan kontak, değişken direncin en güvenilmez ve savunmasız noktasıdır ve parça arızasının ana nedenlerinden biridir.

    3. Diyagramlarda değişken dirençlerin tanımı.

    Şematik diyagramlarda, değişken dirençler sabit olanlarla aynı şekilde belirlenir, ana sembole kasanın ortasına yönlendirilen sadece bir ok eklenir. Ok, düzenlemeyi gösterir ve aynı zamanda bunun ortalama çıktı olduğunu gösterir.

    Bazen, değişken bir dirence güvenilirlik ve dayanıklılık gereksinimlerinin uygulandığı durumlar vardır. Bu durumda, yumuşak kontrol, adım kontrolü ile değiştirilir ve birkaç konumlu bir anahtar temelinde değişken bir direnç oluşturulur. Anahtar düğmesi çevrildiğinde devreye dahil edilecek olan anahtar kontaklarına sabit direnç dirençleri bağlanır. Ve devreyi bir dizi dirençli bir anahtarın görüntüsü ile karıştırmamak için, yalnızca işaretli değişken direnç sembolü gösterilir. adım düzenlemesi. Ve gerekirse, ayrıca adım sayısını da belirtin.

    Ses üreten stereo ekipmandaki ses seviyesini ve tonu, kayıt seviyesini kontrol etmek, sinyal üreteçlerinde frekansı kontrol etmek vb. uygulamak çift ​​potansiyometre, direnci dönerken aynı anda değişen Genel eksen (motor). Diyagramlarda, içerdikleri dirençlerin sembolleri mümkün olduğunca birbirine yakın yerleştirilmiş olup, sürgülerin aynı anda hareket etmesini sağlayan mekanik bağlantı ya iki düz çizgi ya da bir kesik çizgi ile gösterilmiştir.

    Dirençlerin bir ikili bloğa ait olması, elektrik devresindeki konumsal gösterimlerine göre gösterilir; R1.1 devredeki çift değişkenli direnç R1'in ilk direncidir ve R1.2- ikinci. Dirençlerin sembolleri birbirinden çok uzaktaysa, mekanik bağlantı noktalı çizginin bölümleriyle gösterilir.

    Endüstri, her bir direncin ayrı ayrı kontrol edilebildiği çift değişkenli dirençler üretir, çünkü birinin ekseni diğerinin boru ekseninin içinden geçer. Bu tür dirençlerin eşzamanlı hareketi sağlayan mekanik bir bağlantısı yoktur, bu nedenle şemalarda gösterilmez ve elektrik devresindeki referans gösterimine göre bir çift dirence ait gösterilir.

    Alıcılar, oynatıcılar vb. gibi taşınabilir tüketici ses ekipmanlarında, kontakları cihaz devresine güç sağlamak için kullanılan yerleşik bir anahtarla birlikte değişken dirençler sıklıkla kullanılır. Bu tür dirençler için, anahtarlama mekanizması değişken direncin ekseni (tutamak) ile birleştirilir ve kol uç konuma ulaştığında kontaklara etki eder.

    Kural olarak, şemalarda, anahtar kontakları, besleme kablosunun kesilmesinde güç kaynağının yakınında bulunur ve anahtar ile direnç arasındaki bağlantı, noktalı bir çizgi ve bunlardan birinde bulunan bir nokta ile gösterilir. dikdörtgenin kenarları. Bu, noktadan uzaklaşıldığında kontakların kapandığı ve noktaya doğru hareket edildiğinde açıldığı anlamına gelir.

    4. Düzeltici dirençler.

    Düzeltici Dirençler bir tür değişkendir ve kurulum, ayarlama veya onarım sürecinde radyo-elektronik ekipmanın bir kerelik ve ince ayarı için kullanılır. Ayar dirençleri olarak, ekseni “yarığın altında” yapılmış ve bir kilitleme cihazı ile donatılmış doğrusal fonksiyonel karakteristikli normal tipte değişken dirençler ve direnç değerinin ayarlanmasında artan hassasiyete sahip özel tasarımlı dirençler. Kullanılmış.

    Çoğunlukla, özel bir tasarımın ayar dirençleri, dikdörtgen şeklinde yapılır. düz veya yüzük dirençli eleman. Düz dirençli elemanlı dirençler ( a) bir mikrometre vidası tarafından gerçekleştirilen temas fırçasının öteleme hareketine sahip olmalıdır. Halka dirençli elemanlı dirençler için ( B) temas fırçasının hareketi bir sonsuz dişli tarafından gerçekleştirilir.

    Ağır yükler için, örneğin PEVR gibi açık silindirik direnç tasarımları kullanılır.

    Devre şemalarında trimleme dirençleri değişkenlerle aynı şekilde gösterilir, sadece regülasyon işareti yerine trim regülasyon işareti kullanılır.

    5. Bir elektrik devresine değişken dirençlerin dahil edilmesi.

    Elektrik devrelerinde değişken dirençler şu şekilde kullanılabilir: reosta(ayarlanabilir direnç) veya potansiyometre(voltaj bölücü). Elektrik devresindeki akımı düzenlemek gerekirse, direnç bir reostat ile açılır, voltaj açılırsa potansiyometre açılır.

    Direnç açıldığında reosta orta ve bir uç çıktıyı içerir. Bununla birlikte, bu tür bir dahil etme her zaman tercih edilmez, çünkü düzenleme işlemi sırasında orta terminal, elektrik devresinde istenmeyen bir kesintiye ve bunun sonucunda parçanın veya elektronik cihaz bir bütündür.

    Devrenin kazara kırılmasını önlemek için, direnç elemanının serbest terminali hareketli bir kontağa bağlanır, böylece kontak koptuğunda elektrik devresi her zaman kapalı kalır.

    Pratikte, ek veya akım sınırlayıcı direnç olarak değişken bir direnç kullanmak istediklerinde bir reostat eklenmesi kullanılır.

    Direnç açıldığında potansiyometreüç çıkışın tümü kullanılır, bu da voltaj bölücü olarak kullanılmasına izin verir. Örneğin, HL1 lambasına gelen güç kaynağının neredeyse tüm voltajını söndürecek nominal dirence sahip değişken bir direnç R1 alın. Direnç düğmesi şemaya göre en üst konuma getirildiğinde, üst ve orta terminaller arasındaki direncin direnci minimumdur ve güç kaynağının tüm voltajı lambaya verilir ve tam ısı ile yanar.

    Direnç düğmesini aşağı doğru hareket ettirdikçe, üst ve orta terminaller arasındaki direnç artacak ve lamba üzerindeki voltaj kademeli olarak azalacaktır, bu nedenle tam ısıda parlamayacaktır. Ve direncin direnci maksimum değerine ulaştığında, lamba üzerindeki voltaj neredeyse sıfıra düşer ve söner. Bu prensibe göre, ses üreten ekipmanda ses seviyesi düzenlenir.

    Değişken direncin iki sabit R1 ve R2 ile değiştirildiği aynı voltaj bölücü devresi biraz farklı şekilde gösterilebilir.

    Eh, temel olarak, hakkında söylemek istediğim tek şey buydu. değişken direnç dirençleri. Son bölümde, direnci dış elektriksel ve elektriksel olmayan faktörlerin etkisi altında değişen özel bir direnç tipini ele alacağız -.
    İyi şanlar!

    Edebiyat:
    V. A. Volgov - "Radyo-elektronik ekipmanın ayrıntıları ve bileşenleri", 1977
    V. V. Frolov - "Radyo devrelerinin dili", 1988
    M. A. Zgut - "Semboller ve radyo devreleri", 1964

    Çoğu zaman çalışanlar, görünürde bir sebep olmaksızın değişime direnirler. Değişime direnç, değişimi yapma veya destekleme konusundaki isteksizliği gösteren bir tutum veya davranıştır. Her şeyden önce, değişiklikler her çalışanın tutumlarını etkiler ve değişime yönelik tutumla ilgili belirli tepkilere neden olur. Psikolojik koruyucu mekanizma türlerinden biri, stereotipler, yeniliklerin doğru algılanmasını engellemektedir. Bu klişelerin biçimleri, sahiplerine kamuoyundan dokunulmazlık sağlayabilecek şekildedir:

    "bizde zaten var":

    "yapamayız":

    “Bu, ana sorunlarımızı çözmüyor

    "bunun biraz çalışması gerekiyor":

    "burada her şey eşit değil":

    "başka öneriler var

    Grup, meydana gelen değişikliklere bakılmaksızın, tutum ve değerlendirmelerini her ne pahasına olursa olsun sağlam tutmaya çalışmaktadır. Bu nedenle, her dış etki grup içinde bir tepkiye neden olur. Örgütlerin bu özelliğine homeostasis denir.

    İşte birkaç tipik ifade daha:

    “sabır ve çalışma her şeyi ezecek” (değişmeyi reddetme);

    "Pazartesi günü yeni bir hayata başlayalım" ("sonraya" erteleyerek);

    “kutuda oynamamak” (belirsizlik);

    "yeni bir çığlık felci kırdı" (uygulama eksikliği);

    “Ne kadar çok boya harcarsak, peri masallarına o kadar az inanırız” (stra

    etiket verimsizliği);

    “Patron bilmediğinden acı çekmez” (sabotaj);

    "Gerçek işe geri dönelim" (arasöz).

    Örgütsel değişime direnç türleri.İnsanların değişimi kabul etmekte zorlanmasının nedenlerini anlamak için bir organizasyondaki değişime direnç türlerini incelemek gerekir.

    Çalışanların örgütteki değişimlere karşı direnişi, mantıksal rasyonel itirazlar, psikolojik duygusal tutumlar, sosyolojik faktörler ve grup çıkarları şeklinde olabilir.

    mantık direnci- çalışanların gerçeklerle, rasyonel argümanlarla, mantıkla anlaşmazlığı anlamına gelir. Yeni iş sorumluluklarının geliştirilmesi de dahil olmak üzere değişikliklere uyum sağlamak için gereken gerçek zaman ve çaba temelinde ortaya çıkar. Bunlar, uzun vadede onlar için lehte olan değişikliklerden söz etmemize rağmen, çalışanların katlandığı gerçek maliyetlerdir, bu da yönetimin onları bir şekilde telafi etmesi gerektiği anlamına gelir.

    psikolojik direnç- genellikle duygulara, hislere ve tutumlara dayanır. İşçinin tutumları açısından dahili olarak "mantıklı" mı? ve değişimle ilgili hisleri. Çalışanlar bilinmeyenlerden korkabilir, yöneticilere güvenmeyebilir, güvenlikleri tarafından tehdit altında hissedilebilir. Yönetici bu tür duyguları haksız bulsa bile, bunlar çok gerçektir, bu da onları hesaba katması gerektiği anlamına gelir.

    sosyolojik direnç- Değişikliklerin grup çıkarlarına, normlarına, değerlerine getirdiği zorluğun sonucu. Kamu çıkarları (siyasi koalisyonlar, sendikaların ve çeşitli toplulukların değerleri) dış ortamda çok önemli bir faktör olduğundan, yönetim, çeşitli koalisyonların ve grupların değişime yönelik tutumunu dikkatlice değerlendirmelidir. Küçük grup düzeyinde değişim, arkadaşlıkların değerini ve ekip üyelerinin statüsünü tehlikeye atar.

    Değişiklikler yapmak, yönetimin, özellikle psikolojik ve sosyolojik biçimleri irrasyonel ve mantıksız bir şey olmadığı, aksine çeşitli değer sistemlerinin mantığına tekabül ettiği için, yönetimin her üç direniş türünün de üstesinden gelmeye hazır olduğu anlamına gelir. Belirli çalışma durumlarında, değişim için ılımlı destek veya muhalefet daha olasıdır.

    Yönetimin görevi, çalışanların çoğu değişikliğin olumlu bir şekilde algılanmasını ve bir güvenlik duygusu sağlayan yönetimin önerilerine güven ortamı yaratmaktır. Aksi takdirde, yönetim, çok sık kullanımı "tükenme" ile dolu olan yetkiyi kullanmak zorunda kalır.

    Değişim tehdidi gerçek veya hayali, doğrudan veya dolaylı, önemli veya önemsiz olabilir. Değişikliğin doğası ne olursa olsun, işçiler şikayetler, yetkisiz devamsızlık, sabotaj ve azaltılmış iş yoğunluğuna dönüşebilecek pasif direniş yoluyla kendilerini değişimin etkilerinden korumaya çalışırlar.

    nedenler direnç, çalışanların güvenlik, sosyal ilişkiler, statü, yeterlilik veya öz saygı ihtiyaçlarına yönelik tehditler olabilir.

    Personel tarafında değişime direnç gösterilmesinin üç ana nedeni:

    1) belirsizlik - değişikliklerin sonuçları hakkında yeterli bilgi olmadığında ortaya çıkar;

    2) bir kayıp hissi - yeniliklerin karar verme yetkilerini, resmi veya gayri resmi gücü, bilgiye erişimi azalttığı inancından kaynaklanır;

    3) Değişikliklerin beklenen sonuçları getirmeyeceğine olan inanç.

    Değişime direncin temel nedeni, onunla ilişkili psikolojik maliyetlerdir. Değişikliklere hem şirketin üst düzey yöneticileri hem de bölüm yöneticileri tarafından direnç gösterilebilir, ancak yavaş yavaş yeni faydalar algılandıkça bu muhalefet boşa çıkabilir. Elbette, tüm değişiklikler işçilerin direnişiyle sonuçlanmaz, bazıları önceden arzu edilir olarak algılanır; diğer değişiklikler o kadar hafif ve algılanamaz olabilir ki, varsa çok az direnç olacaktır. Yöneticiler, değişime yönelik tutumun, öncelikle, organizasyon yöneticilerinin kaçınılmaz direnci ne kadar ustalıkla en aza indirdiğiyle belirlendiğini anlamalıdır.

    Değişiklikler ve bunlardan kaynaklanan tehdit hissi, zincirleme reaksiyon etkisine neden olabilir, yani. Bir kişi veya küçük bir grup insanla doğrudan ilgili bir değişikliğin, hepsinin şu veya bu gelişmelerle ilgilenmesi nedeniyle birçok kişinin doğrudan veya dolaylı tepkisine yol açtığı bir durum.

    Değişime direncin nedenleri genellikle şunlardır:

    Çalışanlar, doğanın kendisinden kaynaklanan rahatsızlık hissederler.

    çalışanlar doğruluk konusunda belirsizlik gösterdiğinde değişiklikler

    benimsenen teknik çözümler olumsuz algılanıyor

    ortaya çıkan belirsizlik;

    Bilinmeyenden korkma, işlerinin güvenliğine yönelik bir tehdit;

    Çalışanlar mutsuz olduğunda değişiklik yapma yöntemleri

    Çalışanlar arasında, yaptıkları değişikliklerden başka birinin faydalanması nedeniyle oluşan adaletsizlik duyguları;

    Değişimin kişisel kayıplara yol açacağını hissetmek, yani. herhangi bir ihtiyacın daha az tatmin edilmesi. Böylece çalışanlar, teknolojideki yeniliklerin, yüksek düzeyde bir otomasyonun işten çıkarmalara veya sosyal ilişkilerin bozulmasına yol açacağına, karar verme güçlerini, resmi ve gayri resmi güçlerini, bilgiye erişimlerini, özerkliğini ve atanan işin çekiciliğini azaltacağına karar verebilirler. onlara.

    Değişimin organizasyon için ne gerekli ne de arzu edilir olduğu inancı. Böylece yönetici, önerilen otomatikleştirilmiş yönetim bilgi sisteminin kullanıcılar için çok karmaşık olduğuna veya yanlış türde bilgiler üreteceğine karar verebilir; Ayrıca sorunun sadece kendi işlevsel alanını değil, başka bir alanı da etkilediğine karar verebilir - bu yüzden o birimde değişiklik yapmalarına izin verin.

    Bu nedenle, ekibin çalışmasında planlanan değişiklikleri uygulamaya başlayan lider, bunun üstesinden gelmek veya ortadan kaldırmak için öncelikle direnişe neden olup olmayacağını, ne tür bir direniş olacağını ve davranış çizgisini nasıl değiştireceğini belirlemelidir. Deneyimler, çalışanların yeniliğe karşı direncinin çoğunlukla aşağıdaki durumlarda ortaya çıktığını göstermektedir:

    1) İnsanlara değişimin amacı anlatılmaz. Gizem ve muğlaklık her zaman belirsizliği ve kaygıyı doğurur. Bilinmeyenden duyulan korku, çalışanları yeninin özünden daha az yeniye düşman kılabilir. Genel olarak, insanlar genel reformlara, çalışma şekillerinde sık sık yapılan değişikliklerden çok daha fazla direnirler;

    2) çalışanların kendileri bu değişikliklerin planlanmasında yer almamıştır. İnsanlar, hazırlıklarına katıldılarsa herhangi bir reformu destekleme eğilimindedir - sonuçta herkes kendi tavsiyelerine uymaya hazırdır;

    3) reformlar kişisel nedenlerle motive edilir. Bu nedenle, bir çalışanın belgeleri işlemesine yardım etmesini isteyen bir yönetici, diğerlerinin bu çalışanın ne kazanacağı ve ona neden yardım etmenin gerekli olduğu hakkında derhal soruları olacağından emin olabilir. Dayanışma harika bir özelliktir, ancak yalnızca birkaçı bu duygu nedeniyle kişisel olarak bir şeylerden vazgeçebilir ve yenilikleri kabul edebilir. İnsanlar, sorunun çözülmesine, istenen amaca ulaşılmasına gerçekten yardımcı olduğundan ve onlara fayda sağladığından emin olmalıdır;

    4) Takımın gelenekleri ve olağan üslubu, çalışma şekli göz ardı edilir. Diğer birçok resmi ve gayri resmi grup, tanıdık ilişkilerini tehdit eden yeniliklere inatla direnecektir;

    5) reformların hazırlanmasında bir hata yapıldığı astlarına benziyor. Bu duygu özellikle, insanlar bir maaş kesintisi, bir indirgeme veya bir yöneticinin gözden düşmesi tehdidi olduğundan şüpheleniyorsa yükselir;

    6) yeniden yapılanma, astları iş miktarında keskin bir artışla tehdit ediyor. Benzer bir tehdit, lider değişikliği yeterince önceden planlama zahmetine girmediyse ortaya çıkar;

    7) İnsanlara zaten her şey yolunda gibi görünüyor (“Çıkmaya gerek yok”, “Neden boynunu bir darbeye maruz bırak”, “İşleri hiç bu kadar iyi yapmadık”, “Girişim cezalandırılabilir” vb. );

    8) reformları başlatan kişiye saygı gösterilmez, yetkisi yoktur. Ne yazık ki, projenin yazarına yönelik antipati, gerçek değerleri ne olursa olsun, bilinçsizce tekliflerine aktarılır;

    9) reformları planlarken, ekip nihai sonucu görmez (bu, ekibe ne verir?);

    10) Çalışanın kişisel menfaatinin ne olacağını bilmemesi;

    11) ast, liderin güvenini, inancını hissetmiyor;

    12) reformlar, idari yöntemler kullanılarak kategorik bir şekilde teklif edilir ve uygulanır;

    13) yenilik işten çıkarmalara yol açabilir;

    14) insanlar, değişikliklerin sosyal adalet ilkesinin ihlaline yol açabileceğine inanırlar;

    15) takımda neye mal olacağını bilmiyorlar (maliyetler, çabalar);

    16) reform hızlı sonuçlar getirmez;

    17) reformlar dar bir insan çevresine fayda sağlayacaktır;

    18) reformun ilerlemesi ekipte nadiren tartışılır;

    19) Takımda güven ortamının olmaması;

    20) reform kisvesi altında, aslında kendini haklı çıkarmayan eskiyi öneriyorlar;

    21) takım içinde eski, mevcut durumdan memnun olan güçlü insan grupları vardır (grup egoizmi);

    22) böyle bir reformun başarısız örnekleri biliniyor;

    23) Takımın resmi olmayan lideri değişime karşıdır.

    Değişime direnmenin yararları hakkında söylemek gerekir. Bazı durumlarda, yönetimin önerilen planları bir kez daha dikkatlice analiz ederek gerçek duruma uygunluklarını değerlendirdiği gerçeğine yol açar. İşçiler, planların gerçekliğini kontrol etmek ve dengeyi korumak için bir sistemin parçası olarak hareket eder. Direnç, belirli sorun alanlarını belirlemeye yardımcı olabilir, yöneticiye çalışanların belirli konulardaki tutumları hakkında bilgi verebilir ve çalışanlara duygularını dışa vurma fırsatı vererek onları değişimin özünü anlamaya teşvik edebilir.

    Örgütsel değişime karşı direncin üstesinden gelme yöntemleri şunlardır: bilgi sağlama, katılım ve katılım, müzakereler ve anlaşmalar, manipülasyon, zorlama.

    1) eğitim ve iletişim - personelin değişiklik yapılmadan önce değişiklik ihtiyacına ikna olmasına yardımcı olacak fikirlerin ve faaliyetlerin açık bir şekilde tartışılması;

    2) astların karar verme sürecine katılımı. Dirençli olabilecek personelin yeniliklere karşı tutumunu özgürce ifade etmesine olanak tanır;

    3) yardım ve destek - personelin yeni bir ortama uyum sağlamasını kolaylaştıran araçlar. Yeni gereksinimlerle başa çıkmak için personelin ek eğitimi ve gelişimi mümkündür;

    4) maddi ve manevi teşvik. Maaş artışı, çalışanları işten çıkarmama yükümlülüğü vb. içerir;

    5) işbirliği. Yeniliklerin tanıtılması ile ilgili kararların alınmasında direnen kişiye öncü rol vermek;

    6) manevra - çalışanlara sağlanan bilgilerin seçici kullanımı, net bir faaliyet programı hazırlama;

    7) kademeli olarak yeni koşullara alışmayı mümkün kılan aşamalı dönüşümler;

    8) zorlama - işten mahrum bırakma tehdidi, terfi, mesleki gelişim, ücretler, yeni bir pozisyona atanma.