为什么灯泡在不同温度下,灯丝电阻值不同?

如题所述

我们常常会好奇,为什么灯泡在不同温度下的电阻值不同,今天我就来谈谈温度和电阻的关系:

一、为什么灯泡在不同温度下,灯丝电阻值不同?

先说结论,在一般情况下是温度越高阻值越大,但是有些情况下电阻会随温度的增高而下降。现在就来说说电阻随温度变化的原因:

首先电阻的本质是物质内部的自由电子受到其他分子和外部电子影响而出现的受阻现象;

其次温度的本质分子热运动产生的辐射强度峰值对应频率的标志,而不是平均动能的标志。因此,温度的上升就表明了分子热运动的辐射峰值频率的上升;

随着分子热运动频率随温度上升,一般导体会受定向流动的自由电子受到的更多的热运动分子的碰撞而降低运动速度,这时候电阻就增大了。但是为什么有些导体会出现随着温度升高电阻反而下降的现象呢?这是因为导体中的原子外部电子数量多且转变为自由电子。在分子热运动的频率上升、分子平均运动速度加大时,原子外部原本为约束态的电子将变成自由电子,导致自由电子数量增加,从而电阻就会随温度减小了。

二、随温度变化的材料有哪些

温度对不同物质的电阻值有不同的影晌。 在接近室温的温度时导体的电阻值通常与温度成以下关系:ρ=ρ0(1+αt),其中α称为电阻的温度系数

其中温度系数为正值的材料会随着温度的增高电阻值下降,绝大多数的金属物质都是正值;反之为负值的则会随温度升高电阻值减小,大部分电解液和非金属导体为负值,如半导体。

下面介绍一种物质叫做超导体,当温度降低到绝对零度附近时,电阻率会突然减小以至无法测量的,可以认为电阻率突然变为零,这种现象就叫超导现象


总结:不同的材料受温度变化的影响不同,你现在弄懂温度和电阻的关系了吗?

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2022-08-16

【知识点】灯丝电阻不是定值电阻,它是随温度升高而增大的。

相信很多初中生,甚至是高中生都在迷惑“为什么灯泡在不同温度下,灯丝电阻值不同”。

作为过来人,我初中时就被这个问题困扰了好久,经过老师的反复强调,最终还是理解并掌握了。接下来,就让我来给大家讲讲吧!


不同温度下,灯丝电阻值不同的原因:

主要原因是温度,由于电流的热效应,灯泡发光时灯丝的电阻会发热,温度会升高,而绝大多数导体的电阻随温度的升高而增大,所以灯泡发光时灯丝的电阻随温度的升高而增大。

电阻与电压的关系

其次随着升华的持续,灯丝将变细,灯丝的横截面积减小,电阻也会发生变化。如果灯丝断了之后接触到旁边的钨丝,其电阻也会因长度发生变化而变化。

电阻的阻值与导体的长度成正比,与横截面积成反比

【举例解释】把电流想象成水流,水管越长,水管中水要通过的时间就越长,也就是说明阻值越大,水管越粗的话,水管中水要通过的时间越短,也就是说阻值越小。

【公式解释】公式也可以说明 R=p*l/s(p—电阻率查表求;l—电阻长度;s—与电流垂直的电阻截面面积),R与L,R与S的正反比关系就可以说明了。

导体的电阻与温度的关系:

纯金属的电阻随温度的升高电阻增大,温度升高1摄氏度,电阻值增大千分之几。碳和绝缘体的电阻随温度的升高阻值减小。

半导体电阻值与温度的关系很大,温度稍有增加电阻值减小程度大,有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度的变化没有关系。

电阻

电阻随温度变化都有用处

利用电阻与温度变化的关系,可制造电阻温度计铂电阻温度计能测量零下263℃到1000℃的温度;半导体锗温度计可测量很低的温度,康铜锰铜是制造标准电阻的好材料。

第2个回答  2022-08-16

人这一辈子会后很多疑惑困扰着我们,而很多人在高中的物理课上又常常思考这样一个问题,灯丝电阻值变化和灯泡的温度是否存在关联呢,二者之间又存在着怎样的联系呢?

今天小编就带着目前大学学习过的相关知识,来给大家讲解一下这个问题。


一、电阻和温度的关系

想要了解灯丝电阻值和温度的关系,首先要了解电阻和温度的关系。

电阻通俗而言就是电在传输中受到的阻力,从而影响到电力的大小,阻力越低,电力越高,反之阻力越小,电力越高。

温度作为日常生活中不可控变量,对电阻的影响虽微乎其微,但也影响着电阻值的走向。

温度和电阻的关系在物理学界上通常称为热电阻效应,即特定物质下的金属化合物在其内核温度急剧上升或下降时,其电阻呈现出有规律的上升或者下降的效应。

所以通过初步了解电阻和温度的关系,这能够进一步反映出灯丝的温度变化会对灯丝电阻值产生影响。

二、灯丝电阻值和温度的计算公式

金属热电阻和半导体热敏电阻是最为常用的热电阻计算公式,而灯泡的灯丝属于前者,故后者不在我们的考虑范围之内。

金属热电阻公式为:Rt=RtO[1+α (t-t0) ](Rt代表温度在t时的对应阻值;RtO代表温度t0相对应的电阻值; 而α代表温度相关系数)

通过这道公式,在测量变量可控且已知时,计算灯泡灯丝的电阻值在不同温度下的变化情况将不是一件难事。

三、亲自做做实验

读万卷书不如行万里路,有些事情只有自己亲自去实验过,去做过才会明白其中的奥妙。

小编建议大家完全可以在安全的实验室中亲自试验一番,结合小编分享的原理与公式,准备一些必备的材料,例如,灯泡,钨丝(灯丝),小电阻,电源开关,电线等等材料,自己在保住安全的情况下,亲自做试验,这样更能够理解灯丝电阻值在不同温度下的变化。


以上就是小编对这个问题的回答,希望能给帮助到你!

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第3个回答  2022-08-20

对于金属而言,金属的电阻的原理是:金属中的自由电子以外加电场作用下作定向运动时,可能会与金属晶体中金属原子和金属阳离子(等你学了高中化学中的金属晶体结构后就会明白的)相碰撞,从而受到阻碍。所以起阻碍电流作用的是金属原子和金属离子。而当温度升高时,原子和离子的热运动加剧,它们与运动着的自由电子发生碰撞的概率增加,于是温度升高时,金属电阻通常是增大的。 灯泡的电阻用万用表去量这里的高温是相对而言,相对于绝对零读要高上一二百度的就算是高温超导体了。超导电性是物质的一种特殊性质,处于转变温度的物质会进入一种全新的特性。超导现象是一种突变现象。对于导体的导电性,实际与物质的平均动能没有什么太大的关系,而与介质中自由电子的数量和活动能力紧密相关,自由电子的数量越多,介质的导电性越好,电阻越低。对于一般的介质而言温度越高介质中的自由电子越少活动能力越弱,电阻越大。而有一少部分介质,温度越高电阻越小,这种介质制成的电阻有个专有名称叫做负温度系数热敏电阻。出来的值(灯泡冷却的时候量的值)远小于灯泡工作时。

电阻率的温度依赖性
材料的电阻率与温度有关。导体、半导体和绝缘体的电阻率与温度的关系是不同的。在讨论半导体之前,让我们先讨论一下导体和绝缘体的电阻率是如何变化的。
控制器
在导体中,随着温度的升高,原子开始剧烈振动,导致自由电子和其他电子的碰撞。这种碰撞导致自由电子的能量损失,而自由电子正是形成电流的原因。由于能量耗损,电子漂移速度减小,导体的电阻率增加,特别是金属的电阻率。随着温度的升高,金属的电阻率也会增加,从而产生正的电阻温度系数。在高温下,导体的电阻率增加,导电率降低。

第4个回答  2022-08-27
灯泡在不同状态下的电阻值相差较大,其主要原因是:
灯丝的材料是钨,它的电阻率随温度的升高有明显的增大效果,所以当它不工作时(冷态)的电阻较小,而正常工作时(热态)的电阻较大。
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