Temperaturabhängigkeit bei Widerständen

Summary

Dieses Video erklärt die Temperaturabhängigkeit von Widerständen. Es wird erklärt, dass der spezifische Widerstand eines Leiters bei 20 Grad Celsius angegeben wird. Bei anderen Temperaturen ändert sich der Widerstand aufgrund der Beweglichkeit der Ladungsträger, die durch die Atomabstände beeinflusst werden. Metalle werden als kalte Leiter bezeichnet, da sie bei niedrigeren Temperaturen besser leiten. Im Gegensatz dazu nehmen die Widerstände von Materialien wie Kohle und einigen Halbleitern mit zunehmender Temperatur ab, was sie zu warmen Leitern macht. Der Temperaturkoeffizient Alpha (α) gibt an, wie sich der Widerstand pro Kelvin ändert. Beispiele zeigen, wie man den neuen Widerstand bei geänderten Temperaturen berechnet.

Takeaways

• 🔍 Der spezifische Widerstand eines Leiters wird bei 20 Grad Celsius angegeben.
• 🌡 Die Temperatur beeinflusst die Beweglichkeit der Ladungsträger in einem Material.
• ⬆️ Bei Erwärmung nimmt das Atomschwingungen zu, was die Bewegung der Elektronen behindert und den Widerstand erhöht.
• 🔨 Metalle sind als Kaltleiter bekannt, da sie bei niedrigeren Temperaturen besser leiten als bei höheren Temperaturen.
• 🔥 Bei bestimmten Materialien wie Kohle und einigen Halbleitern nimmt der Widerstand mit steigender Temperatur ab, da mehr Ladungsträger freigesetzt werden können.
• 📉 Die Temperaturabhängigkeit des Widerstands wird durch den Temperaturkoeffizienten Alpha (α) beschrieben.
• 📏 Der Temperaturkoeffizient Alpha gibt an, wie viel der Widerstand pro Kelvin Temperaturänderung ändert.
• 🧮 Die Formel zur Berechnung der Widerstandsänderung ist ΔR = α * ΔT * R ursprünglich.
• 📏 Die neue Widerstandsgröße kann durch Hinzufügen der Widerstandsänderung zum ursprünglichen Widerstand berechnet werden.
• 🔢 Beispiele zur Berechnung des Widerstands bei unterschiedlichen Temperaturen und die Bestimmung des Temperaturkoeffizienten Alpha werden im Skript behandelt.

Q & A

Was ist die Bedeutung des spezifischen Widerstands eines Leiters?

Der spezifische Widerstand eines Leiters, auch als Leiterwert bezeichnet, gibt an, wie stark der Widerstand des Materials gegen den Stromfluss ist, und wird in Ohm pro Meter oder Ohm pro Zentimeter angegeben.

Wie beeinflusst die Temperatur die Bewegung der Ladungsträger in einem Leiter?

Bei 20 Grad Celsius wird das Schwingen der Atome in einem Leiter durch die Temperatur bestimmt, was die Bewegung der Ladungsträger, also der Elektronen, behindert. Erwärmt man den Leiter, nimmt dieses Schwingen zu, was die Bewegung der Ladungsträger stärker behindert und den Widerstand erhöht.

Was sind kalte Leiter und wie verhalten sie sich bei Temperaturerhöhung?

Kalte Leiter sind Materialien, die bei niedrigeren Temperaturen besser leiten als bei höheren Temperaturen. Bei Erwärmung nehmen ihre Widerstände aufgrund der behinderten Ladungsträgerbewegung zu.

Was sind heiße Leiter und wie verhalten sie sich bei Temperaturerhöhung?

Heiße Leiter sind Materialien, bei denen die Bewegung der Ladungsträger durch Erwärmung nicht behindert wird, sondern sogar zusätzliche Ladungsträger freigesetzt werden können. Daher nehmen ihre Widerstände mit zunehmender Temperatur ab.

Wie wird die Temperaturabhängigkeit des Widerstands in Metallen beschrieben?

Metalle sind typische kalte Leiter. Ihre Widerstände nehmen mit zunehmender Temperatur zu, was durch den Temperaturkoeffizienten alpha beschrieben wird, der angibt, um wie viel der Widerstand pro Kelvin steigt.

Was ist der Temperaturkoeffizient alpha und wie wird er verwendet?

Der Temperaturkoeffizient alpha ist ein Maß für die Veränderung des Widerstands eines Materials bei einer Temperaturänderung. Er wird verwendet, um den neuen Widerstand bei einer geänderten Temperatur zu berechnen.

Wie berechnet man die Veränderung des Widerstands (Delta R) bei einer Temperaturänderung?

Die Veränderung des Widerstands Delta R wird durch die Formel Delta R = alpha * (Delta T) * R_ursprünglich berechnet, wobei alpha der Temperaturkoeffizient, Delta T die Temperaturänderung in Kelvin und R_ursprünglich der ursprüngliche Widerstand ist.

Wie wird der neue Widerstand eines Materials bei einer geänderten Temperatur berechnet?

Der neue Widerstand R_neu wird durch die Summe des ursprünglichen Widerstands R_ursprünglich und der Widerstandsänderung Delta R berechnet, also R_neu = R_ursprünglich + Delta R.

Was ist die Bedeutung von Kelvin in Bezug auf die Temperaturänderung?

Kelvin ist die Einheit des thermodynamischen Temperaturskalen, die den Unterschied zwischen zwei absoluten Temperaturen beschreibt. Eine Temperaturänderung in Kelvin gibt an, wie viel die Temperatur sich verändert hat.

Wie kann man den Temperaturkoeffizienten alpha eines Materials bestimmen, wenn man die Widerstandsänderung bei einer bestimmten Temperaturänderung kennt?

Man kann den Temperaturkoeffizienten alpha durch die Formel alpha = (Delta R / R_ursprünglich) / (Delta T) ermitteln, wobei Delta R die Widerstandsänderung und Delta T die Temperaturänderung in Kelvin ist.