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温度は導電性材料の抵抗にどのように影響しますか?

温度は、導電性材料の抵抗に大きな影響を与え、関係は材料が導体であるかどうかに依存します または半導体

導体:

* 温度の上昇は抵抗の増加につながります。

* 理由: 温度が上昇すると、導体の原子はより活発に振動します。この振動の増加により、電子が材料を自由に移動することが困難になり、耐性が高くなります。

* 例: 銅線は、寒いときと比較して熱いときに抵抗が高くなります。

半導体:

* 温度の上昇は、抵抗性の低下につながります。

* 理由: 半導体には、電子が伝導帯にジャンプして現在の流れに関与するために特定のエネルギーを必要とするユニークなバンド構造があります。温度が上昇すると、伝導帯に飛び込むのに十分なエネルギーを獲得し、電荷キャリアの数を増やし、抵抗を減らします。

* 例: シリコントランジスタは、より高い温度でより多くの電流を伝導します。

抵抗の温度係数(α)

温度と抵抗の関係は、抵抗の温度係数(α)によって定量化されます。 。この値は各材料に固有であり、摂氏(または華氏)あたりの抵抗がどれだけ変化するかを示します。

* 陽性α: 導体の場合、αは陽性であり、抵抗が温度とともに増加することを意味します。

* 陰性α: 半導体の場合、αは陰性であり、抵抗が温度とともに減少することを意味します。

温度依存性に影響する要因:

* 材料: 材料が異なると、温度係数が異なります。

* 純度: 材料の不純物は、その抵抗と温度依存に影響を与える可能性があります。

* 温度範囲: 抵抗と温度の関係は必ずしも線形ではなく、温度範囲によって異なる場合があります。

実際のアプリケーション:

* 温度センサー: 温度による抵抗の変化は、温度測定のためにサーミスタやRTD(抵抗温度検出器)などのデバイスで使用されます。

* 回路設計: 信頼できるパフォーマンスを確保するために、回路設計で抵抗に対する温度の影響を考慮する必要があります。

要約すると、温度は導電性材料の抵抗に大きな影響を及ぼし、導体は温度の上昇とともに耐性の増加を示し、半導体は抵抗性の低下を示します。抵抗の温度係数は、この関係を定量化するのに役立ちます。

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