Оқулық физика 8 Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі ұсынған

139
болатын электр желісіне қосқан кезде (сурет 5.23, 
ә – 
жоғарғы бөлігі) 
оның қылының температурасы 1500–2000
0
С-ге дейін көтеріледі де, одан
өтетін токтың күші 
І
 
= 0,273А тең болады. Шам қылының қызған кез-
дегі 
R
2
 
кедергісін тізбек бөлігі үшін Ом заңымен анықтайық: 
R
2 
= U/І = 
= 
220/0,273 = 896 Ом.
 
Сонымен, шамның металл (вольфрам) қылының 
температурасы 1500–2000
о
С градусқа дейін көтерілгенде оның электр 
кедергісі 
R
2
/R
1 
= 
896/59
 = 
15,2
 
есе
 
өскенін көреміз.
2.
Сөйтіп, тәжірибелер өткізгіштерді қыздырғанда олардың кедер-
гілерінің бірнеше есе өсетіндігін көрсетті. Тәжірибелердің нәтижелерін 
қорытындылай отырып, 
өткізгіш кедергісінің температураға тәуел-
ділігін сипаттайтын формула 
анықталды. Бұл формула былайша 
өрнектеледі:
R
t
 = R
0
(
1
 + 
α
t) 
немесе
 
r
t
 = 
r
0
(
1
 + 
α
t),
мұндағы:
 
R
t
 
– өткізгіштің
 
t
0
С
 
температурадағы кедергісі;
 
R
0
 
– 
0
о
С
темпе-
ратурадағы кедергісі;
 
r
 
– өткізгіштің меншікті кедергісі;
 
α
 
=
 
(
R
t
 – R
0
)
/
t
 
–
 
кедергінің температуралық коэффициенті
деп аталады. Таза металдар 
үшін бұл коэффициенттің жуық мәні мына теңдіктен табылады:
α
 = 
(
1
273
)
 
0
С
–1
.
Cурет 5.24-те 
r
t
 = 
r
0
(1
 
+
 
α
t)
 
формуласымен сипатталатын
 
өткізгіштің 
меншікті кедергісінің температураға тәуелділігінің графигі көрсетілген 
(сурет 5.24). Формула да, график те кедергінің температура өскен сайын 
оған тура пропорционал өсетінін көрсетеді.
3.
Металл өткізгіштерді қыздырғанда олардың кедергілерінің өсуін 
қалай түсіндіруге болады? Бұл сұрақтың жауабын 26-параграфтың 
4-тармағында қарастырылған металдардың кристалдық құрылымына 
сүйене отырып беруге болады. Металдардың кристалдық торы атом-
Сурет 5.23. Өткізгіштерді қыздырғанда кедергілері артады
а
)
ә
)
Все
учебники
Казахстана
на
OKULYK.KZ
*
Книга
предоставлена
исключительно
в
образовательных
целях
согласно
Приказа
Министра
образования
и
науки
Республики
Казахстан
от
17 
мая
2019 
года
№
217

140
а
)
ә
)
r
r
r
0
Сурет 5.24: 
а
) өткізгіштердің 
r
(t)
графигі; 
ә
) асқынөткізгіштің 
r
(
t
)
графигі;
б
) магнит жастығында қозғалатын электр пойызы
б
)
дардан (иондар) құралады. Олардың арасында теріс зарядты «еркін» 
электрондар бейберекет қозғалады (сурет 5.21, 
а
). Ал атомдар (иондар) 
кристалдық тордың түйіндерінің төңірегінде тербелмелі қозғалыстар 
жасайды. Молекулалық-кинетикалық теорияға сәйкес бөлшектердің 
мұндай қозғалыстарына өткізгіштің белгілі бір ішкі энергиясы сәйкес 
келеді.
Өткізгіш ток көзіне қосылған жағдайда кернеулігі 
Е
 
электр өрісі 
пайда болады. Өрістің кулондық күшінің әрекетінен электрондар 
қосымша жылдамдық алып, бағыттала қозғалады да (сурет 5.21, 
ә
), 
электр тогын туғызады. Электрондардың бағытталған қозғалысының 
жылдамдықтары артқан сайын ток күші де күшейе түседі. Алайда 
олар жолдарында тұрған иондарға соқтығысып, біраз энергияларын 
береді де, бағытталған жылдамдықтарын азайтады. Сөйтіп, электр 
тогы кеми түседі де, өткізгіштің кедергісі арта бастайды. Сонымен, 
өткізгіштегі токтың басты кедергісі кристалдық тордың түйіндерінде 
орналасқан атомдар (иондар) болып табылады.
Ток таситын еркін электрондармен соқтығысып, қосымша энергия 
алған атомдардың (иондардың) тербелмелі қозғалысының амплитудасы 
өсіп, жылдамдықтары да арта түседі. Ендеше, тұтас өткізгіштің ішкі 
энергиясы бұрынғысынан да молайып, температурасы жоғарылайды. 
Олай болса, молекулалық-кинетикалық теорияға сәйкес өткізгіштің 
ішіндегі электрондардың да температурасы жоғарылап, бейберекет
қозғалысының жылдамдықтары артады. Электрондардың ретсіз қоз-
ғалыстарының жылдамдықтары артқан сайын олардың бағытталған, 
реттелген қозғалысы да баяулай береді. Міне, осылайша өткізгіштің 
температурасы жоғарылағанда оның электр кедергісі де өсе беретін 
болады.
4.
1911 жылы голландық физик ғалым Ка мер линг – Оннес өте 
төмен температурада сынаптың электр өткізгіштігін зерттей отырып, 
Все
учебники
Казахстана
на
OKULYK.KZ
*
Книга
предоставлена
исключительно
в
образовательных
целях
согласно
Приказа
Министра
образования
и
науки
Республики
Казахстан
от
17 
мая
2019 
года
№
217

141
тамаша құбылысқа тап болды. Сынаптың температурасын сұйық 
гелийдің ішінде абсолют нөл градусқа жақындатып, 4,1
К-ге дейін 
төмендеткенде оның электр кедергісі күрт жойылады (сурет 5.24, 
ә
). 
Бұл құбылыс 
асқынөткізгіштік
деген атау алды. Өткізгіштің электр 
кедергісі жойылатын температурасын 
Т
сын
сындық температура
деп 
атайды.
Асқынөткізгіштер 
деп белгілі бір сындық температурада электр 
кедергілері кенет жойылатын ерекше өткізгіштерді айтады.
Асқынөткізгіштік құбылысы кейінірек көптеген басқа металдарда 
(қорғасын, алюминий т.б.) байқалды. 1986–1987 жылдары жоғары тем-
пературада өтетін асқынөткізгіштік ашылды. Ондай материалдардың 
кедергісі 100
К температура шамасында нөлге айналады.
5. 
Асқынөткізгіштік құбылысы ғылым мен техникада кеңінен қол-
даныс тапты, болашағы да жарқын. Оған көптеген мысалдар келтіруге 
болады. 
Біріншіден
,
асқынөткізгіштерді пайдалану бірден электр энергия-
сын 
15%-ға үнемдеуге
әкеледі. 
Екіншіден
,
асқынөткізгіштерді пайдаланып, аса күшті магнит өрі-
сін туғызуға болады. Егер электрмагниттің орамын асқынөткізгіштен 
жасаса, онда одан мейлінше үлкен ток өтеді де, соншама үлкен маг-
нит өрісі пайда болады. Мұндай магниттер, мысалы, 500–600 км/сағ
жылдамдықпен жалғыз рельсті жолдың түйісулерінде 
«шусыз»
қоз-
ғала алатын электр пойыздарында «магниттік жастық» ретінде қолда-
нылады (сурет 5.24, 
б
).
Үшіншіден
, 
асқынөткізгіштер
 
есептегіш машиналар үшін ең қа-
жетті, ең жақсы материал болып табылады. Асқынөткізгіштерді «
есте 
сақтау» мүмкіншілігі орасан зор
жасанды интеллект-қондырғыларда 
қолдануға болады. Мұндай қондырғылардың 
«еске түсіру қабілеті» 
де таңғаларлықтай жоғары. Олар әп-сәтте ақпараттың орасан мол 
10
11 
ағымдары ішінен іздеген материалды 
1 мкс
уақыт ішінде тауып бере алады.
1.
Өткізгіштерді қыздырғанда кедергілерінің өсетіндігін қандай тәжіри-
белермен көрсетуге болады?
2.

Өткізгіш кедергісінің температураға тәуелділігі қандай формулалармен 
сипатталады? Графигін салып түсіндіріңдер.
3.
Өткізгіш кедергісінің температураға тәуелділігін қандай теория негі-
зінде қалай түсіндіруге болады?
4.
Асқынөткізгіштік деген қандай құбылыс? Графигін салып түсіндіріңдер. 
Асқынөткізгіштер деп қандай өткізгіштерді айтады?
5.
Асқынөткізгіштер қайда қолданылады, болашағы қандай?
?
Сұрақтар
Все
учебники
Казахстана
на
OKULYK.KZ
*
Книга
предоставлена
исключительно
в
образовательных
целях
согласно
Приказа
Министра
образования
и
науки
Республики
Казахстан
от
17 
мая
2019 
года
№
217

142
Сурет 5.25. Электрқыздырғыш аспаптар
ә
)
б
)
а
)

жүктеу/скачать 4,48 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: