58
2.2. DÖVRƏ HİSSƏSİ ÜÇÜN OM QANUNU. MÜQAVİMƏT. İFRAT KEÇİRİCİLİK
R
naqilin xarakteristikası olub elektrik müqavimətidir. Onun
BS-də vahidi Om-dur:
R =
= 1 = 1 Om.
Naqilin müqaviməti onun uzunluğundan, en kəsik sahəsindən və hazırlandığı maddədən
asılıdır:
R = ρ.
Burada
ρ − xüsusi müqavimətdir.
Xüsusi müqavimət – ədədi qiymətcə uzunluğu 1 m, en kəsiyinin sahəsi 1
m olan naqilin
müqavimətidir. O, naqilin hazırlandığı maddədən asılı olan fiziki kəmiyyət olub BS-də
vahidi ommetrdir:
ρ =
∙ R = 1
∙ Om = 1m ∙ Om.
Metal naqilin müqaviməti temperaturdan asılıdır. Kiçik temperatur intervalında metal
naqillərin müqaviməti temperaturdan xətti asılıdır:
R = R (1
α∆t) və ya R = R (1
α∆T).
Burada
– müqavimətin temperatur əmsalıdır.
Müqavimətin temperatur əmsalı ədədi qiymətcə naqili 1 (1 K) qızdırdıqda onun
müqavimətinin nisbi dəyişməsinə bərabərdir:
α =
∆
=
∆
.
Təmiz metallar üçün müqavimətin temperatur əmsalı həmişə
0 olur və aşağıdakı
qiymətə bərabərdir:
α
=
.
Naqilin elektrik müqavimətinin sıfıra qədər azaldığı temperatur böhran temperaturu,
ondan aşağı temperaturdakı keçiricilik isə ifrat keçiricilik adlanır.
Tibbi diaqnostikada istifadə olu-
nan müasir fiziki cihazlardan
biri
ifrat keçirici kvant interfero-
metridir. Cihaz insan beyninin
maqnitoensefaloqrafiya texno-
logiyasını həyata keçirir.
Bu texnologiya beyin ney-
ronlarının qarşılıqlı təsiri
nəticəsində yaranan ele-
mentar elektrik cərəyanla-
rının zəif maqnit sahəsini
ölçməyə və onu vizuali-
zasiya etməyə imkan verir.
Nəticədə beyin xəstəlik-
lərinin mənbəyi və inkişaf
səviyyəsi aşkar olunur.
İfrat keçirici maddələr adi keçiricilərdən nə
ilə fərqlənir?
Niyə həssas cihazların əsas hissəsi ifrat
keçiricilərdən hazırlanır?
• KEÇDİKLƏRİNİZİ XATIRLAYIN •
Fizika – 8 və 9
LAYİHƏ
59
Dövrə hissəsi üçün Om qanunu. Naqildən elektrik cərəyanının keçməsi üçün onun
uclarında potensiallar fərqinin olması zəruri şərtdir. Elektrik dövrəsinin ixtiyari hissə-
sinin uclarındakı potensiallar fərqi (elektrik gərginliyi) ədədi qiymətcə həmin hissə bo-
yunca
1 yük keçdikdə görülən işə bərabərdir:
= . (1)
Dövrə hissəsindən keçən cərəyan şiddəti həmin hissənin uclarındakı gərginlikdən
asılıdır. Bu asılılığı 1827-ci ildə alman alimi Georq Om (1787–1854) təcrübi olaraq
müəyyən etmiş və
Om qanunu adlanır.
Dövrənin müəyyən hissəsindəki cərəyan şiddəti həmin hissənin uclarındakı
gərginliklə düz, onun müqaviməti ilə tərs mütənasibdir:
= . (2)
İstənilən növ naqildən keçən cərəyan şiddətinin onun uclarındakı gərginlikdən
asılılığı naqilin
volt-amper xarakteristikası (VAX) adlanır. Metal naqillər üçün VAX
koordinat başlanğıcından keçən düz xətdir
(a)
.
Dövrə hissəsindəki cərəyan şiddətinin onun müqavimətinə hasili gərginlik
düşküsü adlanır:
=
. (3)
Burada R – naqilin müqavimətidir. O, naqilin əsas elektrik
xarakteristikalarından biridir. Naqilin müqaviməti gərginlik və
cərəyan şiddətindən asılı deyildir.
Metal naqilin müqaviməti onun materialından, həndəsi
ölçülərindən və temperaturundan asılıdır.
=
. (4)
Naqilin müqaviməti
ommetr adlanan cihazla ölçülür. Cihaz-
da müqavimət
(omeqa) simvolu ilə işarə edilir
(b)
. Cihazın
birləşdirici naqillərini müqaviməti ölçülən metal məftilin ucla-
rına toxundurmaq kifayət edir.
Metalların müqavimətinin temperaturdan asılılığı. Mü-
qavimət naqildə elektrik cərəyanının yaranmasına göstərilən
əks-təsirin ölçüsüdür. Klassik elektron nəzəriyyəsinə görə, me-
tal naqildə müqavimətin yaranmasının səbəbi nizamlı hərəkət
Metal naqilin xüsusi müqaviməti nədən asılıdır?
Məsələ 1. Elektrik qızdırıcısının əsas hissəsi xüsusi metal ərintilərindən hazırlanan
naqildən ibarətdir. Qızdırıcıda hansı naqildən istifadə olunur:
a) xüsusi müqaviməti böyük olan, yoxsa kiçik?
b)
uzunluğu böyük olan, yoxsa kiçik?
c) en kəsik sahəsi böyük olan, yoxsa kiçik?
Nəticənin müzakirəsi:
Metal naqilin müqaviməti və xüsusi müqaviməti nədən asılıdır?
ARAŞDIRMA
1
0
I
(a)
R=const
(b)
U
LAYİHƏ
60
edən sərbəst elektronların kristal qəfəsin düyünlərində rəqsi hərəkətdə olan müsbət
ionlarla toqquşmasıdır. Naqilin temperaturu artdıqda hər bir elektronun sərbəst yo-
lunun uzunluğu (ionlarla iki ardıcıl toqquşma arasındakı məsafə) və bu
yola sərf et-
diyi orta zaman müddəti azalır. Nəticədə elektronların ionlarla toqquşma sayı artır.
Onlar elektrik sahəsində əldə etdikləri kinetik enerjini tamamilə ionlara ötürməklə
nizamlı hərəkət sürətlərini, demək olar, sıfıra qədər azaldır. Bu da naqilin mü-
qavimətinin artmasına gətirir.
Təcrübələr göstərir ki, metal naqilin müqavimətinin nisbi dəyişməsi onun tempe-
raturunun dəyişməsi ilə düz mütənasibdir:
−
= ∆ , (5)
=
(1
∆ ). (6)
Burada
− naqilin 273 (0 ) – temperaturunda müqaviməti, − naqilin tem-
peraturunda müqaviməti,
−
müqavimətin temperatur əmsalıdır.
Müqavimətin temperatur əmsalı – ədədi qiymətcə naqili 1 dərəcə qızdırdıqda
onun müqavimətinin nisbi dəyişməsinə bərabərdir.
Təmiz metallar üçün (100%) müqavimətinin temperatur əmsalı:
1
273
1
.
Naqili qızdırdıqda onun həndəsi ölçüləri cüzi dəyişdiyindən bu dəyişmə nəzərə
alınmaya bilər. Belə halda (4) düsturunu nəzərə alsaq, metal naqilin xüsusi müqa-
vimətinin də temperaturdan xətti asılı olduğu alınar
(c)
:
=
(1
∆ ). (7)
İfrat keçiricilik. Hollandiya fiziki Hayke Kamerlinq-Onnes (1853–1926) 1911-ci il-
də təmiz civəni (aşqarsız) maye heliumda soyudan zaman onun xüsusi müqavimətinin
əvvəlcə tədricən azaldığını, lakin
4,1 temperaturunda isə sıçrayışla sıfıra qədər endi-
yini müşahidə etdi
(d)
. Bu hadisə
ifratkeçiricilik adlandırıldı. 1913-cü ildə bu işlərinə
görə Kamerlinq-Onnes fizika sahəsində Nobel mükafatına layiq görülmüşdür.
İfratkeçiricilik – maddənin sonsuz xüsusi keçiriciliyə malik olmaq xassəsidir. Belə
maddə müəyyən temperaturda xüsusi müqavimətini tamamilə itirir.
1986-cı ildə alman fiziki Yohannes Bednors (1950) və İsveç
fiziki Karl Miller (1927) tərkibinə mis, lantan və barium oksidi
aşqarı vurulmuş keramik materialında
30 temperaturunda ifrat-
keçiricilik xassəsi aşkar etdilər. Onlar
yüksək temperaturda ifrat
keçiricilik adlandırılan bu eksperimental işlərinə görə 1987-ci ildə
fizika sahəsi üzrə Nobel mükafatına layiq görüldülər. Hazırda
müxtəlif aşqarlı keramiklərdə ifratkeçiriciliyi daha yüksək –
100K
169 temperaturda almaq mümkün olmuşdur. Aparılan
çoxsaylı təcrübələrdən ifrat keçirici maddələrdə qeyri-adi xassə-
lər aşkar edilmişdir. Məsələn, müəyyən edilmişdir ki, ifratkeçirici
keramik məftildən hazırlanan elektromaqnitdə cərəyan yarat-
dıqdan sonra mənbə aradan qaldırılarsa, həmin elektromaqnitdə
cərəyan şiddəti uzun müddət dəyişməz qalır. Belə elektro-
(d)
0
t
(c)
LAYİHƏ