6.2. Hambatan listrik konduktor. Perubahan resistansi konduktor tergantung pada suhu dan tekanan. Superkonduktivitas
Jelas dari ungkapan bahwa konduktivitas listrik konduktor, dan akibatnya, resistivitas dan resistansi listrik bergantung pada bahan konduktor dan kondisinya. Kondisi konduktor dapat bervariasi tergantung pada berbagai hal faktor eksternal tekanan (tekanan mekanis, kekuatan luar, kompresi, peregangan, dll., mis. faktor yang mempengaruhi struktur kristal konduktor logam) dan suhu.
Hambatan listrik suatu penghantar (resistansi) tergantung pada bentuk, ukuran, bahan penghantar, tekanan dan suhu:
. (6.21)
Dalam hal ini, ketergantungan resistivitas listrik konduktor dan resistansi konduktor pada suhu, sebagaimana ditetapkan secara eksperimental, dijelaskan oleh hukum linier:
; (6.22)
, (6.23)
dimana t dan o, R t dan R o masing-masing merupakan resistansi spesifik dan resistansi konduktor pada t = 0 o C;
atau 
.
(6.24)
Dari rumus (6.23) ketergantungan suhu Hambatan konduktor ditentukan oleh hubungan:
,
(6.25)
di mana T adalah suhu termodinamika.
G 
Ketergantungan resistansi konduktor pada suhu ditunjukkan pada Gambar 6.2. Grafik ketergantungan resistivitas logam terhadap suhu absolut T disajikan pada Gambar 6.3.
DENGAN 
Menurut teori elektronik klasik logam, dalam kisi kristal ideal (konduktor ideal), elektron bergerak tanpa mengalami hambatan listrik ( = 0). Dari sudut pandang konsep modern, penyebab munculnya hambatan listrik pada logam adalah pengotor asing dan cacat pada kisi kristal, serta pergerakan termal atom logam, yang amplitudonya bergantung pada suhu.
Aturan Matthiessen menyatakan bahwa ketergantungan resistivitas listrik pada suhu (T) adalah fungsi yang kompleks, yang terdiri dari dua istilah independen:
,
(6.26)
dimana ost – resistivitas sisa;
id adalah resistivitas ideal suatu logam, yang sesuai dengan resistansi logam yang benar-benar murni dan hanya ditentukan oleh getaran termal atom.
Berdasarkan rumus (6.25), resistivitas logam ideal harus cenderung nol ketika T 0 (kurva 1 pada Gambar 6.3). Namun, resistivitas sebagai fungsi suhu merupakan penjumlahan suku bebas id dan istirahat. Oleh karena itu, karena adanya pengotor dan cacat lainnya pada kisi kristal logam, resistivitas (T) dengan penurunan suhu cenderung ke nilai akhir yang konstan res (kurva 2 pada Gambar 6.3). Kadang-kadang melewati batas minimum, suhunya sedikit meningkat dengan penurunan suhu lebih lanjut (kurva 3 pada Gambar 6.3). Nilai resistivitas sisa bergantung pada adanya cacat pada kisi dan kandungan pengotor, dan meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasinya. Jika jumlah pengotor dan cacat pada kisi kristal dikurangi seminimal mungkin, maka masih ada satu faktor lagi yang mempengaruhi resistivitas listrik logam - getaran termal atom, yang menurut mekanika kuantum, tidak berhenti bahkan pada nol mutlak. suhu. Sebagai akibat dari getaran ini, kisi tidak lagi ideal, dan gaya variabel muncul di ruang angkasa, yang tindakannya mengarah pada hamburan elektron, yaitu. munculnya resistensi.
Selanjutnya diketahui bahwa ketahanan beberapa logam (Al, Pb, Zn, dll) dan paduannya pada suhu rendah T (0,1420 K), yang disebut kritis, karakteristik setiap zat, tiba-tiba menurun hingga nol, yaitu e. . logam menjadi konduktor absolut. Fenomena yang disebut superkonduktivitas ini pertama kali ditemukan pada tahun 1911 oleh G. Kamerlingh Onnes untuk merkuri. Ditemukan bahwa pada T = 4,2 K, merkuri tampaknya kehilangan ketahanannya terhadap arus listrik. Penurunan resistensi terjadi sangat tajam pada kisaran beberapa ratus derajat. Selanjutnya, hilangnya resistensi diamati pada zat murni lainnya dan banyak paduan. Suhu transisi ke keadaan superkonduktor bervariasi, namun selalu sangat rendah.
Dengan membangkitkan arus listrik pada cincin bahan superkonduktor (misalnya menggunakan induksi elektromagnetik), dapat diamati bahwa kekuatannya tidak berkurang selama beberapa tahun. Hal ini memungkinkan kita menemukan batas atas resistivitas superkonduktor (kurang dari 10 -25 Ohmm), yang jauh lebih kecil daripada resistivitas tembaga pada suhu rendah (10 -12 Ohmm). Oleh karena itu, hambatan listrik superkonduktor diasumsikan nol. Resistensi sebelum transisi ke keadaan superkonduktor bisa sangat berbeda. Banyak superkonduktor suhu kamar mempunyai resistensi yang cukup tinggi. Transisi ke keadaan superkonduktor selalu terjadi dengan sangat tiba-tiba. Dalam kristal tunggal murni ia menempati kisaran suhu kurang dari seperseribu derajat.
DENGAN 
Di antara zat murni, aluminium, kadmium, seng, indium, dan galium menunjukkan superkonduktivitas. Selama penelitian, ternyata struktur kisi kristal, homogenitas dan kemurnian material mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap sifat transisi ke keadaan superkonduktor. Hal ini dapat dilihat, misalnya, pada Gambar 6.4, yang menunjukkan kurva eksperimental transisi ke keadaan superkonduktor timah dengan berbagai kemurnian (kurva 1 - timah kristal tunggal; 2 - timah polikristalin; 3 - timah polikristalin dengan pengotor).
Pada tahun 1914, K. Onnes menemukan bahwa keadaan superkonduktor dihancurkan oleh medan magnet ketika induksi magnet B melebihi beberapa nilai kritis. Nilai kritis induksi bergantung pada bahan superkonduktor dan suhu. Medan kritis yang menghancurkan superkonduktivitas juga dapat diciptakan oleh arus superkonduktor itu sendiri. Oleh karena itu, terdapat kekuatan arus kritis yang menghancurkan superkonduktivitas.
Pada tahun 1933, Meissner dan Ochsenfeld menemukan bahwa tidak ada medan magnet di dalam benda superkonduktor. Ketika superkonduktor yang terletak di medan magnet konstan eksternal didinginkan, pada saat transisi ke keadaan superkonduktor, medan magnet dipindahkan sepenuhnya dari volumenya. Hal ini membedakan superkonduktor dari konduktor ideal, di mana, ketika resistivitas turun ke nol, terjadi induksi Medan gaya volumenya harus tetap tidak berubah. Fenomena perpindahan medan magnet dari volume suatu penghantar disebut efek Meissner. Efek Meissner dan tidak adanya hambatan listrik adalah sifat terpenting dari superkonduktor.
Tidak adanya medan magnet dalam volume konduktor memungkinkan kita untuk menyimpulkan dari hukum umum medan magnet bahwa hanya ada arus permukaan di dalamnya. Secara fisik ia nyata dan karena itu menempati lapisan tipis di dekat permukaan. Medan magnet arus menghancurkan medan magnet luar di dalam konduktor. Dalam hal ini, superkonduktor secara formal berperilaku seperti diamagnetik ideal. Namun, ia tidak bersifat diamagnetik, karena magnetisasi internalnya (vektor magnetisasi) adalah nol.
Zat murni yang mengalami fenomena superkonduktivitas jumlahnya sedikit. Superkonduktivitas paling sering diamati pada paduan. Dalam zat murni, hanya efek Meissner yang terjadi, dan dalam paduan, medan magnet tidak sepenuhnya dikeluarkan dari volume (efek Meissner parsial diamati).
Zat yang memiliki efek Meissner penuh disebut superkonduktor jenis pertama, dan sebagian disebut superkonduktor jenis kedua.
Superkonduktor tipe kedua memiliki arus melingkar dalam volumenya yang menciptakan medan magnet, namun tidak memenuhi seluruh volume, tetapi didistribusikan di dalamnya dalam bentuk filamen individu. Adapun resistansinya sama dengan nol, seperti halnya superkonduktor tipe I.
Dengan caranya sendiri sifat fisik superkonduktivitas adalah superfluiditas cairan yang terdiri dari elektron. Superfluiditas terjadi karena terhentinya pertukaran energi antara komponen superfluid zat cair dengan bagian lainnya, sehingga mengakibatkan hilangnya gesekan. Penting dalam hal ini adalah kemungkinan “kondensasi” molekul cair pada tingkat energi terendah, dipisahkan dari tingkat lain oleh kesenjangan energi yang cukup lebar, yang tidak mampu diatasi oleh gaya interaksi. Inilah alasan untuk mematikan interaksi. Untuk dapat menemukan banyak partikel pada tingkat terendah, partikel tersebut harus mematuhi statistik Bose-Einstein, yaitu. memiliki putaran bilangan bulat.
Elektron mematuhi statistik Fermi-Dirac dan oleh karena itu tidak dapat “mengembun” pada tingkat energi terendah dan membentuk cairan elektron superfluida. Gaya tolak menolak antar elektron sebagian besar dikompensasi oleh gaya tarik menarik ion positif kisi kristal. Namun, karena getaran termal atom pada titik-titik kisi kristal, gaya tarik-menarik dapat timbul di antara elektron-elektron, dan kemudian mereka bergabung menjadi berpasangan. Pasangan elektron berperilaku seperti partikel dengan putaran bilangan bulat, yaitu. mematuhi statistik Bose-Einstein. Mereka dapat mengembun dan membentuk arus pasangan elektron cair superfluida, yang membentuk arus listrik superkonduktor. Di atas yang terendah tingkat energi terdapat kesenjangan energi yang tidak dapat diatasi oleh pasangan elektron karena energi interaksi dengan muatan lain, yaitu. tidak dapat mengubah keadaan energinya. Oleh karena itu tidak ada hambatan listrik.
Kemungkinan pembentukan pasangan elektron dan superfluiditasnya dijelaskan oleh teori kuantum.
Penggunaan praktis bahan superkonduktor (dalam gulungan magnet superkonduktor, dalam sistem memori komputer, dll.) sulit dilakukan karena suhu kritisnya yang rendah. Saat ini bahan keramik yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu di atas 100 K (superkonduktor suhu tinggi) telah ditemukan dan sedang dipelajari secara aktif. Fenomena superkonduktivitas dijelaskan teori kuantum.
Ketergantungan resistansi konduktor pada suhu dan tekanan digunakan dalam teknologi untuk mengukur suhu (termometer resistansi) dan tekanan besar yang berubah dengan cepat (pengukur regangan listrik).
Dalam sistem SI, resistivitas listrik konduktor diukur dalam Ohmm, dan resistansi diukur dalam Ohm. Satu Ohm adalah hambatan suatu penghantar yang arus searahnya sebesar 1A mengalir pada tegangan 1V.
Konduktivitas listrik adalah besaran yang ditentukan oleh rumus
. (6.27)
Satuan SI untuk konduktivitas adalah siemens. Satu siemens (1 cm) – konduktivitas suatu bagian rangkaian dengan hambatan 1 Ohm.
Pada artikel ini kita akan melihat resistor dan interaksinya dengan tegangan dan arus yang melewatinya. Anda akan belajar cara menghitung resistor menggunakan rumus khusus. Artikel ini juga menunjukkan bagaimana resistor khusus dapat digunakan sebagai sensor cahaya dan suhu.
Ide tentang listrik
Seorang pemula harus bisa membayangkan arus listrik. Sekalipun Anda memahami bahwa listrik terdiri dari elektron-elektron yang bergerak melalui suatu konduktor, masih sangat sulit untuk memvisualisasikannya dengan jelas. Itu sebabnya saya menawarkan analogi sederhana dengan sistem air yang dapat dengan mudah dibayangkan dan dipahami siapa pun tanpa mempelajari hukumnya.
Perhatikan bagaimana arus listrik mirip dengan aliran air dari tangki penuh (tegangan tinggi) ke tangki kosong (tegangan rendah). Dalam analogi sederhana arus air dan listrik ini, katup dianalogikan sebagai resistor pembatas arus.
Dari analogi ini Anda dapat memperoleh beberapa aturan yang harus Anda ingat selamanya:
- Semakin banyak arus yang mengalir ke dalam node, semakin banyak pula arus yang keluar
- Agar arus dapat mengalir, harus ada beda potensial pada ujung-ujung penghantar.
- Jumlah air dalam dua bejana dapat dibandingkan dengan daya baterai. Ketika ketinggian air di bejana yang berbeda menjadi sama, alirannya akan berhenti, dan ketika baterai habis, tidak akan ada perbedaan antara elektroda dan arus akan berhenti mengalir.
- Arus listrik akan meningkat seiring dengan menurunnya hambatan, sama seperti laju aliran air akan meningkat seiring dengan menurunnya hambatan katup.
Saya dapat menulis lebih banyak kesimpulan berdasarkan analogi sederhana ini, tetapi kesimpulan tersebut dijelaskan dalam hukum Ohm di bawah.
Penghambat
Resistor dapat digunakan untuk mengontrol dan membatasi arus, oleh karena itu parameter utama sebuah resistor adalah resistansinya, yang diukur dalam Omaha. Kita tidak boleh melupakan kekuatan resistor, yang diukur dalam watt (W), dan menunjukkan berapa banyak energi yang dapat dihilangkan oleh resistor tanpa terlalu panas dan terbakar. Penting juga untuk dicatat bahwa resistor tidak hanya digunakan untuk membatasi arus, tetapi juga dapat digunakan sebagai pembagi tegangan untuk menghasilkan tegangan yang lebih rendah dari tegangan yang lebih tinggi. Beberapa sensor didasarkan pada fakta bahwa resistansi bervariasi tergantung pada pencahayaan, suhu, atau tekanan mekanis; hal ini dijelaskan secara rinci di akhir artikel.
Hukum Ohm
Jelas ketiga rumus ini berasal dari rumus dasar hukum Ohm, namun harus dipelajari untuk memahami rumus dan diagram yang lebih kompleks. Anda harus dapat memahami dan membayangkan arti dari setiap rumus ini. Misalnya, rumus kedua menunjukkan bahwa menaikkan tegangan tanpa mengubah resistansi akan menyebabkan peningkatan arus. Namun bertambahnya arus tidak akan menaikkan tegangan (walaupun secara matematis hal ini benar) karena tegangan adalah beda potensial yang akan menimbulkan arus listrik, bukan sebaliknya (lihat analogi 2 tangki air). Rumus 3 dapat digunakan untuk menghitung resistansi suatu resistor pembatas arus pada tegangan dan arus yang diketahui. Ini hanyalah contoh untuk menunjukkan pentingnya aturan ini. Anda akan mempelajari cara menggunakannya sendiri setelah membaca artikel ini.
Sambungan resistor secara seri dan paralel
Memahami implikasi menghubungkan resistor secara paralel atau seri sangat penting dan akan membantu Anda memahami dan menyederhanakan rangkaian yang menggunakan ini rumus sederhana untuk hambatan seri dan paralel:
Pada contoh rangkaian ini, R1 dan R2 dihubungkan secara paralel, dan dapat diganti dengan resistor tunggal R3 sesuai dengan rumus:
Untuk 2 resistor yang dihubungkan secara paralel, rumusnya dapat ditulis sebagai berikut:
Selain digunakan untuk menyederhanakan rangkaian, rumus ini juga dapat digunakan untuk membuat nilai resistor yang tidak Anda miliki.
Perhatikan juga bahwa nilai R3 akan selalu lebih kecil dibandingkan dengan 2 resistor setara lainnya, karena menambahkan resistor paralel menyediakan jalur tambahan
arus listrik, mengurangi hambatan keseluruhan rangkaian.
Resistor yang dihubungkan secara seri dapat diganti dengan resistor tunggal, yang nilainya akan sama dengan jumlah keduanya, karena hubungan ini memberikan hambatan arus tambahan. Jadi, resistansi ekivalen R3 dihitung dengan sangat sederhana: R 3 = R 1 + R 2
Ada kalkulator online yang nyaman di Internet untuk menghitung dan menghubungkan resistor.
Resistor pembatas arus
Peran paling mendasar dari resistor pembatas arus adalah untuk mengontrol arus yang akan mengalir melalui suatu perangkat atau konduktor. Untuk memahami cara kerjanya, pertama-tama mari kita lihat rangkaian sederhana di mana lampu dihubungkan langsung ke baterai 9V. Lampu, seperti perangkat lain yang menggunakan listrik untuk melakukan tugas tertentu (misalnya memancarkan cahaya), memiliki resistensi internal, yang menentukan konsumsi saat ini. Jadi, mulai sekarang, perangkat apa pun dapat diganti dengan resistansi yang setara.
Sekarang lampu dianggap sebagai resistor, kita dapat menggunakan hukum Ohm untuk menghitung arus yang melewatinya. Hukum Ohm menyatakan bahwa arus yang melewati sebuah resistor sama dengan beda tegangan yang melintasinya dibagi dengan resistansi resistor tersebut: I=V/R atau lebih tepatnya:
Saya=(V 1 -V 2)/R
dimana (V 1 -V 2) adalah beda tegangan sebelum dan sesudah resistor.
Sekarang lihat gambar di atas dimana resistor pembatas arus telah ditambahkan. Ini akan membatasi arus yang masuk ke lampu, seperti namanya. Anda dapat mengontrol jumlah arus yang mengalir melalui lampu hanya dengan memilih nilai R1 yang benar. Resistor yang besar akan mengurangi arus secara signifikan, sedangkan resistor yang kecil akan mengurangi arus dengan lebih kecil (sama seperti analogi air kita).
Secara matematis akan ditulis seperti ini:
Dari rumus tersebut dapat disimpulkan bahwa arus akan berkurang jika nilai R1 bertambah. Dengan demikian, resistensi tambahan dapat digunakan untuk membatasi arus. Namun, penting untuk dicatat bahwa hal ini menyebabkan resistor memanas, dan Anda harus menghitung dayanya dengan benar, yang akan dibahas nanti.
Anda dapat menggunakan kalkulator online untuk .
Resistor sebagai pembagi tegangan
Seperti namanya, resistor dapat digunakan sebagai pembagi tegangan, dengan kata lain dapat digunakan untuk menurunkan tegangan dengan cara membaginya. Rumus: 
Jika kedua resistor mempunyai nilai yang sama (R 1 =R 2 =R), maka rumusnya dapat ditulis sebagai berikut: 
Jenis pembagi umum lainnya adalah ketika satu resistor dihubungkan ke ground (0V), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6B.
Mengganti Vb dengan 0 pada rumus 6A, kita mendapatkan: 
Analisis simpul
Sekarang, ketika Anda mulai bekerja dengan rangkaian elektronik, penting untuk dapat menganalisisnya dan menghitung semua tegangan, arus, dan hambatan yang diperlukan. Ada banyak cara untuk mempelajari rangkaian elektronik, dan salah satu metode yang paling umum adalah metode nodal, di mana Anda cukup menerapkan serangkaian aturan dan menghitung, langkah demi langkah, semua variabel yang diperlukan.
Aturan yang disederhanakan untuk analisis nodal
Definisi Node
Node adalah titik koneksi mana pun dalam suatu rantai. Titik-titik yang terhubung satu sama lain, tanpa komponen lain di antaranya, diperlakukan sebagai satu simpul. Jadi, konduktor yang jumlahnya tak terhingga ke satu titik dianggap sebagai satu simpul. Semua titik yang dikelompokkan menjadi satu node mempunyai tegangan yang sama.
Definisi Cabang
Cabang adalah kumpulan 1 atau lebih komponen yang dihubungkan secara seri, dan semua komponen yang dihubungkan secara seri pada rangkaian tersebut dianggap sebagai satu cabang.
Semua tegangan biasanya diukur relatif terhadap tanah, yang selalu 0 volt.
Arus selalu mengalir dari titik bertegangan lebih tinggi ke titik bertegangan lebih rendah.
Tegangan pada suatu node dapat dihitung dari tegangan di dekat node tersebut dengan menggunakan rumus:
V 1 -V 2 =Saya 1 *(R 1)
Ayo bergerak:
V 2 =V 1 -(Saya 1 *R 1)
Dimana V 2 adalah tegangan yang dicari, V 1 adalah tegangan referensi yang diketahui, I 1 adalah arus yang mengalir dari node 1 ke node 2 dan R 1 adalah hambatan antara 2 node tersebut.
Dengan cara yang sama seperti hukum Ohm, arus cabang dapat ditentukan jika tegangan dari 2 titik yang berdekatan dan hambatannya diketahui:
Saya 1 =(V 1 -V 2)/R 1
Arus masukan suatu simpul sama dengan arus keluaran, sehingga dapat dituliskan sebagai : I 1 + I 3 =I 2
Penting bagi Anda untuk dapat memahami arti dari rumus sederhana ini. Misalnya pada gambar di atas, arus mengalir dari V1 ke V2, sehingga tegangan V2 harus lebih kecil dari V1.
Menggunakan aturan yang sesuai di saat yang tepat, Anda dapat dengan cepat dan mudah menganalisis diagram dan memahaminya. Keterampilan ini dicapai melalui latihan dan pengalaman.
Perhitungan daya resistor yang dibutuhkan
Saat membeli resistor, Anda mungkin ditanya pertanyaan: “Resistor daya apa yang Anda inginkan?” atau mereka dapat memberikan resistor 0,25W karena ini adalah yang paling populer.
Selama Anda bekerja dengan resistansi lebih besar dari 220 ohm dan catu daya Anda menyediakan 9V atau kurang, Anda dapat bekerja dengan resistor 0,125W atau 0,25W. Tetapi jika tegangan lebih dari 10V atau nilai resistansi kurang dari 220 ohm, Anda harus menghitung daya resistor, jika tidak maka dapat terbakar dan merusak perangkat. Untuk menghitung daya resistor yang dibutuhkan, Anda harus mengetahui tegangan pada resistor (V) dan arus yang mengalir melaluinya (I):
P=I*V
dimana arus diukur dalam ampere (A), tegangan dalam volt (V) dan P - disipasi daya dalam watt (W)
Foto menunjukkan resistor dengan kekuatan berbeda, ukurannya sebagian besar berbeda.
Jenis-jenis resistor
Resistor bisa bermacam-macam, mulai dari resistor variabel sederhana (potensiometer) hingga resistor yang merespons suhu, cahaya, dan tekanan. Beberapa di antaranya akan dibahas pada bagian ini.
Resistor variabel (potensiometer)
Gambar di atas menunjukkan representasi skema dari resistor variabel. Sering disebut potensiometer karena dapat digunakan sebagai pembagi tegangan.
Ukuran dan bentuknya berbeda-beda, tetapi semuanya bekerja dengan cara yang sama. Terminal di kanan dan kiri setara dengan titik tetap (seperti Va dan Vb pada gambar kiri atas), dan terminal tengah adalah bagian potensiometer yang bergerak dan juga digunakan untuk mengubah rasio resistansi kiri dan kiri. terminal yang tepat. Oleh karena itu, potensiometer adalah pembagi tegangan yang dapat diatur ke tegangan berapa pun dari Va hingga Vb.
Selain itu, resistor variabel dapat digunakan sebagai resistor pembatas arus dengan menghubungkan pin Vout dan Vb seperti pada gambar di atas (kanan). Bayangkan bagaimana arus akan mengalir melalui hambatan dari terminal kiri ke kanan hingga mencapai bagian yang bergerak, dan mengalir sepanjang itu, sedangkan arus yang mengalir ke bagian kedua sangat sedikit. Jadi Anda dapat menggunakan potensiometer untuk mengatur arus komponen elektronik apa pun, seperti lampu.
LDR (Resistor Penginderaan Cahaya) dan Termistor
Ada banyak sensor berbasis resistor yang merespons cahaya, suhu, atau tekanan. Kebanyakan dari mereka disertakan sebagai bagian dari pembagi tegangan, yang bervariasi tergantung pada resistansi resistor, yang berubah di bawah pengaruh faktor eksternal.
Fotoresistor (LDR)
Seperti yang Anda lihat pada Gambar 11A, fotoresistor memiliki ukuran yang bervariasi, tetapi semuanya merupakan resistor yang resistansinya berkurang saat terkena cahaya dan meningkat saat gelap. Sayangnya, fotoresistor bereaksi agak lambat terhadap perubahan tingkat cahaya dan memiliki akurasi yang cukup rendah, namun sangat mudah digunakan dan populer. Biasanya, resistansi fotoresistor dapat bervariasi dari 50 ohm di bawah sinar matahari, hingga lebih dari 10 megohm dalam kegelapan mutlak.
Seperti yang telah kami katakan, mengubah resistansi akan mengubah tegangan dari pembagi. Tegangan keluaran dapat dihitung dengan menggunakan rumus: 
Jika kita berasumsi bahwa resistansi LDR bervariasi dari 10 MΩ hingga 50 Ω, maka V keluar masing-masing akan berkisar antara 0,005V hingga 4,975V.
Termistor mirip dengan fotoresistor, namun termistor memiliki lebih banyak jenis daripada fotoresistor, misalnya termistor dapat berupa termistor koefisien suhu negatif (NTC), yang resistansinya menurun seiring dengan meningkatnya suhu, atau koefisien suhu positif (PTC) , yang resistansinya akan meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Sekarang termistor merespons perubahan parameter lingkungan dengan sangat cepat dan akurat.
Anda dapat membaca tentang menentukan nilai resistor menggunakan kode warna.
6.2. Hambatan listrik konduktor. Perubahan resistansi konduktor tergantung pada suhu dan tekanan. Superkonduktivitas
Jelas dari ungkapan bahwa konduktivitas listrik konduktor, dan akibatnya, resistivitas dan resistansi listrik bergantung pada bahan konduktor dan kondisinya. Keadaan konduktor dapat berubah tergantung pada berbagai faktor tekanan eksternal (tekanan mekanis, gaya eksternal, kompresi, tegangan, dll., yaitu faktor yang mempengaruhi struktur kristal konduktor logam) dan suhu.
Hambatan listrik suatu penghantar (resistansi) tergantung pada bentuk, ukuran, bahan penghantar, tekanan dan suhu:
Dalam hal ini, ketergantungan resistivitas listrik konduktor dan resistansi konduktor pada suhu, sebagaimana ditetapkan secara eksperimental, dijelaskan oleh hukum linier:
; (6.22)
, (6.23)
dimana t dan o, R t dan R o masing-masing merupakan resistansi spesifik dan resistansi konduktor pada t = 0 o C;
atau
.
(6.24)
Dari rumus (6.23), ketergantungan resistansi konduktor terhadap suhu ditentukan oleh hubungan:
,
(6.25)
di mana T adalah suhu termodinamika.
G 
Ketergantungan resistansi konduktor pada suhu ditunjukkan pada Gambar 6.2. Grafik ketergantungan resistivitas logam terhadap suhu absolut T disajikan pada Gambar 6.3.
DENGAN 
Menurut teori elektronik klasik logam, dalam kisi kristal ideal (konduktor ideal), elektron bergerak tanpa mengalami hambatan listrik ( = 0). Dari sudut pandang konsep modern, penyebab munculnya hambatan listrik pada logam adalah pengotor asing dan cacat pada kisi kristal, serta pergerakan termal atom logam, yang amplitudonya bergantung pada suhu.
Aturan Matthiessen menyatakan bahwa ketergantungan resistivitas listrik pada suhu (T) merupakan fungsi kompleks yang terdiri dari dua suku independen:
,
(6.26)
dimana ost – resistivitas sisa;
id adalah resistivitas ideal suatu logam, yang sesuai dengan resistansi logam yang benar-benar murni dan hanya ditentukan oleh getaran termal atom.
Berdasarkan rumus (6.25), resistivitas logam ideal harus cenderung nol ketika T 0 (kurva 1 pada Gambar 6.3). Namun, resistivitas sebagai fungsi suhu merupakan penjumlahan suku bebas id dan istirahat. Oleh karena itu, karena adanya pengotor dan cacat lainnya pada kisi kristal logam, resistivitas (T) dengan penurunan suhu cenderung ke nilai akhir yang konstan res (kurva 2 pada Gambar 6.3). Kadang-kadang melewati batas minimum, suhunya sedikit meningkat dengan penurunan suhu lebih lanjut (kurva 3 pada Gambar 6.3). Nilai resistivitas sisa bergantung pada adanya cacat pada kisi dan kandungan pengotor, dan meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasinya. Jika jumlah pengotor dan cacat pada kisi kristal dikurangi seminimal mungkin, maka masih ada satu faktor lagi yang mempengaruhi resistivitas listrik logam - getaran termal atom, yang menurut mekanika kuantum, tidak berhenti bahkan pada nol mutlak. suhu. Sebagai akibat dari getaran ini, kisi tidak lagi ideal, dan gaya variabel muncul di ruang angkasa, yang tindakannya mengarah pada hamburan elektron, yaitu. munculnya resistensi.
Selanjutnya diketahui bahwa ketahanan beberapa logam (Al, Pb, Zn, dll) dan paduannya pada suhu rendah T (0,1420 K), yang disebut kritis, karakteristik setiap zat, tiba-tiba menurun hingga nol, yaitu e. . logam menjadi konduktor absolut. Fenomena yang disebut superkonduktivitas ini pertama kali ditemukan pada tahun 1911 oleh G. Kamerlingh Onnes untuk merkuri. Ditemukan bahwa pada T = 4,2 K, merkuri tampaknya kehilangan ketahanannya terhadap arus listrik. Penurunan resistensi terjadi sangat tajam pada kisaran beberapa ratus derajat. Selanjutnya, hilangnya resistensi diamati pada zat murni lainnya dan banyak paduan. Suhu transisi ke keadaan superkonduktor bervariasi, namun selalu sangat rendah.
Dengan menggairahkan arus listrik pada cincin bahan superkonduktor (misalnya, menggunakan induksi elektromagnetik), seseorang dapat mengamati bahwa kekuatannya tidak berkurang selama beberapa tahun. Hal ini memungkinkan kita menemukan batas atas resistivitas superkonduktor (kurang dari 10 -25 Ohmm), yang jauh lebih kecil daripada resistivitas tembaga pada suhu rendah (10 -12 Ohmm). Oleh karena itu, hambatan listrik superkonduktor diasumsikan nol. Resistensi sebelum transisi ke keadaan superkonduktor bisa sangat berbeda. Banyak superkonduktor mempunyai ketahanan yang cukup tinggi pada suhu kamar. Transisi ke keadaan superkonduktor selalu terjadi dengan sangat tiba-tiba. Dalam kristal tunggal murni ia menempati kisaran suhu kurang dari seperseribu derajat.
DENGAN 
Di antara zat murni, aluminium, kadmium, seng, indium, dan galium menunjukkan superkonduktivitas. Selama penelitian, ternyata struktur kisi kristal, homogenitas dan kemurnian material mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap sifat transisi ke keadaan superkonduktor. Hal ini dapat dilihat, misalnya, pada Gambar 6.4, yang menunjukkan kurva eksperimental transisi ke keadaan superkonduktor timah dengan berbagai kemurnian (kurva 1 - timah kristal tunggal; 2 - timah polikristalin; 3 - timah polikristalin dengan pengotor).
Pada tahun 1914, K. Onnes menemukan bahwa keadaan superkonduktor dihancurkan oleh medan magnet ketika induksi magnet B melebihi beberapa nilai kritis. Nilai kritis induksi bergantung pada bahan superkonduktor dan suhu. Medan kritis yang menghancurkan superkonduktivitas juga dapat diciptakan oleh arus superkonduktor itu sendiri. Oleh karena itu, terdapat kekuatan arus kritis yang menghancurkan superkonduktivitas.
Pada tahun 1933, Meissner dan Ochsenfeld menemukan bahwa tidak ada medan magnet di dalam benda superkonduktor. Ketika superkonduktor yang terletak di medan magnet konstan eksternal didinginkan, pada saat transisi ke keadaan superkonduktor, medan magnet dipindahkan sepenuhnya dari volumenya. Hal ini membedakan superkonduktor dari konduktor ideal, di mana, ketika resistivitas turun menjadi nol, induksi medan magnet dalam volume harus tetap tidak berubah. Fenomena perpindahan medan magnet dari volume suatu penghantar disebut efek Meissner. Efek Meissner dan tidak adanya hambatan listrik adalah sifat terpenting dari superkonduktor.
Tidak adanya medan magnet dalam volume konduktor memungkinkan kita untuk menyimpulkan dari hukum umum medan magnet bahwa hanya ada arus permukaan di dalamnya. Secara fisik ia nyata dan karena itu menempati lapisan tipis di dekat permukaan. Medan magnet arus menghancurkan medan magnet luar di dalam konduktor. Dalam hal ini, superkonduktor secara formal berperilaku seperti diamagnetik ideal. Namun, ia tidak bersifat diamagnetik, karena magnetisasi internalnya (vektor magnetisasi) adalah nol.
Zat murni yang mengalami fenomena superkonduktivitas jumlahnya sedikit. Superkonduktivitas paling sering diamati pada paduan. Dalam zat murni, hanya efek Meissner yang terjadi, dan dalam paduan, medan magnet tidak sepenuhnya dikeluarkan dari volume (efek Meissner parsial diamati).
Zat yang memiliki efek Meissner penuh disebut superkonduktor jenis pertama, dan sebagian disebut superkonduktor jenis kedua.
Superkonduktor tipe kedua memiliki arus melingkar dalam volumenya yang menciptakan medan magnet, namun tidak memenuhi seluruh volume, tetapi didistribusikan di dalamnya dalam bentuk filamen individu. Adapun resistansinya sama dengan nol, seperti halnya superkonduktor tipe I.
Berdasarkan sifat fisiknya, superkonduktivitas adalah superfluiditas cairan yang terdiri dari elektron. Superfluiditas terjadi karena terhentinya pertukaran energi antara komponen superfluid zat cair dengan bagian lainnya, sehingga mengakibatkan hilangnya gesekan. Penting dalam hal ini adalah kemungkinan “kondensasi” molekul cair pada tingkat energi terendah, dipisahkan dari tingkat lain oleh kesenjangan energi yang cukup lebar, yang tidak mampu diatasi oleh gaya interaksi. Inilah alasan untuk mematikan interaksi. Untuk dapat menemukan banyak partikel pada tingkat terendah, partikel tersebut harus mematuhi statistik Bose-Einstein, yaitu. memiliki putaran bilangan bulat.
Elektron mematuhi statistik Fermi-Dirac dan oleh karena itu tidak dapat “mengembun” pada tingkat energi terendah dan membentuk cairan elektron superfluida. Gaya tolak menolak antar elektron sebagian besar dikompensasi oleh gaya tarik menarik ion positif kisi kristal. Namun, karena getaran termal atom pada titik-titik kisi kristal, gaya tarik-menarik dapat timbul di antara elektron-elektron, dan kemudian mereka bergabung menjadi berpasangan. Pasangan elektron berperilaku seperti partikel dengan putaran bilangan bulat, yaitu. mematuhi statistik Bose-Einstein. Mereka dapat mengembun dan membentuk arus pasangan elektron cair superfluida, yang membentuk arus listrik superkonduktor. Di atas tingkat energi terendah terdapat kesenjangan energi yang tidak dapat diatasi oleh pasangan elektron karena energi interaksi dengan muatan lain, yaitu. tidak dapat mengubah keadaan energinya. Oleh karena itu tidak ada hambatan listrik.
Kemungkinan pembentukan pasangan elektron dan superfluiditasnya dijelaskan oleh teori kuantum.
Penggunaan praktis bahan superkonduktor (dalam gulungan magnet superkonduktor, dalam sistem memori komputer, dll.) sulit dilakukan karena suhu kritisnya yang rendah. Saat ini bahan keramik yang menunjukkan superkonduktivitas pada suhu di atas 100 K (superkonduktor suhu tinggi) telah ditemukan dan sedang dipelajari secara aktif. Fenomena superkonduktivitas dijelaskan oleh teori kuantum.
Ketergantungan resistansi konduktor pada suhu dan tekanan digunakan dalam teknologi untuk mengukur suhu (termometer resistansi) dan tekanan besar yang berubah dengan cepat (pengukur regangan listrik).
Dalam sistem SI, resistivitas listrik konduktor diukur dalam Ohmm, dan resistansi diukur dalam Ohm. Satu Ohm adalah hambatan suatu penghantar yang arus searahnya sebesar 1A mengalir pada tegangan 1V.
Konduktivitas listrik adalah besaran yang ditentukan oleh rumus
. (6.27)
Satuan SI untuk konduktivitas adalah siemens. Satu siemens (1 cm) – konduktivitas suatu bagian rangkaian dengan hambatan 1 Ohm.
Ketika dipanaskan, ia meningkat sebagai akibat dari peningkatan kecepatan pergerakan atom dalam bahan konduktor seiring dengan meningkatnya suhu. Sebaliknya, resistivitas elektrolit dan batubara menurun ketika dipanaskan, karena pada bahan ini, selain meningkatkan kecepatan pergerakan atom dan molekul, jumlah elektron dan ion bebas per satuan volume juga meningkat.
Beberapa paduan, yang memiliki lebih banyak daripada logam penyusunnya, hampir tidak mengubah resistivitasnya jika dipanaskan (konstantan, manganin, dll.). Hal ini dijelaskan oleh struktur paduan yang tidak beraturan dan jalur bebas rata-rata elektron yang pendek.
Nilai yang menunjukkan peningkatan relatif resistansi ketika bahan dipanaskan sebesar 1° (atau menurun jika didinginkan sebesar 1°) disebut.
Jika koefisien suhu dilambangkan dengan α, resistivitas di ke = 20 o oleh ρ o, maka ketika bahan dipanaskan sampai suhu t1, resistivitasnya p1 = ρ o + αρ o (t1 - to) = ρ o(1 + (α (t1 -ke))
dan karenanya R1 = Ro (1 + (α (t1 - ke))
Koefisien suhu a untuk tembaga, aluminium, tungsten adalah 0,004 1/derajat. Oleh karena itu, ketika dipanaskan hingga 100°, resistansinya meningkat sebesar 40%. Untuk besi α = 0,006 1/derajat, untuk kuningan α = 0,002 1/derajat, untuk fechral α = 0,0001 1/derajat, untuk nichrome α = 0,0002 1/derajat, untuk konstantan α = 0,00001 1/derajat, untuk manganin α = 0,00004 1/derajat. Batubara dan elektrolit memiliki koefisien resistansi suhu negatif. Koefisien suhu untuk sebagian besar elektrolit kira-kira 0,02 1/derajat.
Properti konduktor untuk mengubah resistensi mereka tergantung pada suhu digunakan dalam termometer resistansi. Dengan mengukur resistansi, suhu lingkungan ditentukan dengan perhitungan.Konstantan, manganin, dan paduan lainnya dengan koefisien resistansi suhu yang sangat kecil digunakan untuk pembuatan shunt dan resistansi tambahan pada alat ukur.
Contoh 1. Bagaimanakah perubahan hambatan Ro pada kawat besi jika dipanaskan hingga 520°? Koefisien suhu a besi adalah 0,006 1/derajat. Menurut rumus R1 = Ro + Ro α (t1 - to) = Ro + Ro 0,006 (520 - 20) = 4Ro, yaitu hambatan kawat besi bila dipanaskan 520° akan bertambah 4 kali lipat.
Contoh 2. Kabel aluminium pada suhu -20° mempunyai hambatan 5 ohm. Penting untuk menentukan resistansinya pada suhu 30°.
R2 = R1 - αR1 (t2 - t1) = 5 + 0,004 x 5 (30 - (-20)) = 6 ohm.
Sifat bahan untuk mengubah hambatan listriknya ketika dipanaskan atau didinginkan digunakan untuk mengukur suhu. Jadi, ketahanan termal, yaitu kabel yang terbuat dari platina atau nikel murni, dilebur menjadi kuarsa, digunakan untuk mengukur suhu dari -200 hingga +600°. Resistansi termal semikonduktor dengan koefisien negatif yang besar digunakan untuk definisi yang tepat suhu dalam rentang yang lebih sempit.
Resistansi termal semikonduktor yang digunakan untuk mengukur suhu disebut termistor.
Termistor memiliki koefisien resistansi suhu negatif yang tinggi, yaitu ketika dipanaskan, resistansinya berkurang. terbuat dari bahan semikonduktor oksida (mengalami oksidasi) yang terdiri dari campuran dua atau tiga oksida logam. Yang paling umum adalah termistor tembaga-mangan dan kobalt-mangan. Yang terakhir ini lebih sensitif terhadap suhu.
Berbicara tentang hukum Ohm (§ 1.7), kami menekankan persyaratan bahwa kondisi fisik seperti suhu dan tekanan tetap konstan. Faktanya adalah bahwa resistansi konduktor biasanya bergantung pada suhu:
Resistansi kabel logam meningkat seiring dengan pemanasan.
Untuk kabel tembaga, setiap kenaikan suhu 2,5°C menyebabkan peningkatan resistansi sekitar 1% (seperseratus dari resistansi aslinya), atau resistansi meningkat sebesar 0,4% untuk setiap kenaikan suhu 1°C. Nilai resistivitas yang diberikan di atas sesuai dengan suhu 20 °C.
Misalnya, Anda ingin menentukan resistivitas tembaga pada suhu 45°.
Kita tahu bahwa pada 20 °C sama dengan 0,0178 Ohm per 1 m panjang dengan penampang 1 mm2. Kita tahu bahwa setiap 2,5° bertambah 1%, yaitu.
Suhu baru melebihi 20°C sebesar 25°C.
Artinya resistivitas yang diinginkan adalah 10% lebih besar dari 0,0178: resistivitas pada 45° sama dengan Ohm per 1 m dengan penampang 1 mm2.
Ketergantungan resistansi pada temperatur sering digunakan untuk menentukan temperatur kabel tembaga pada mesin listrik.
Ketergantungan resistansi yang sama pada suhu digunakan untuk merancang termometer listrik berdasarkan pengukuran resistansi sepotong kawat (seringkali dililitkan dalam bentuk spiral) yang terletak di ruangan yang suhunya ingin ditentukan.
Dengan jenis pengukuran suhu ini, mudah untuk memusatkan pengamatan suhu di berbagai bagian ruangan (misalnya, di lemari es) atau di berbagai bagian instalasi industri di satu tempat.
Dalam hal ini, Anda dapat menggunakan alat pengukur penunjuk tunggal dengan menggerakkan sakelar ke posisi berbeda: dengan setiap posisi baru, spiral kawat, yang terletak, misalnya, di lantai lemari es yang berbeda, dihidupkan untuk pengukuran.
Contoh 2. Hambatan belitan suatu mesin listrik pada 20°C sama dengan 60 Ohm. Setelah mesin dioperasikan selama satu jam, hambatan belitan meningkat menjadi 69,6 Ohm. Tentukan seberapa panas belitan tersebut jika setiap kenaikan suhu 10 °C, resistansinya meningkat sebesar 4%. ,
Pertama-tama, kita mencari berapa persen resistensi yang meningkat:
Sekarang kita dengan mudah menemukan bahwa suhu meningkat sebesar 40° C, yaitu menjadi sama dengan 20 + 40 = 60° C.
Tentu saja, sekarang pertanyaan yang harus muncul: apakah hambatan lampu listrik berubah ketika filamen di dalamnya dipanaskan? Jawaban: ya, tentu saja hambatan filamen lampu dingin lebih kecil dibandingkan hambatan dalam kondisi pengoperasian. Inilah yang terkait dengan catatan kami yang dibuat di § 1.7.
Kami hanya mencatat bahwa sering kali sifat nonlinier dijelaskan oleh fenomena kelistrikan murni. Hal ini terjadi pada kasus varistor, karakteristiknya ditunjukkan pada Gambar. 1.14.
Dalam sejumlah alat ukur dan peralatan khusus, resistansinya sering kali diharuskan tidak berubah terhadap suhu. Untuk produk semacam itu, paduan telah dikembangkan yang ketahanannya praktis tidak bergantung pada suhu.
Dari paduan tersebut, yang paling umum digunakan adalah manganin dan konstantan.
Banyak konduktor secara nyata mengubah resistansinya ketika diregangkan atau dikompresi. Sifat konduktor ini juga telah menemukan penerapan teknis yang penting: saat ini, tekanan dan gerakan kecil yang timbul, misalnya, di bawah beban balok, rel, bagian mesin, dll., sering kali dinilai berdasarkan perubahan hambatan listrik dari elemen yang diproduksi secara khusus.
Partikel konduktor (molekul, atom, ion) yang tidak ikut serta dalam pembentukan arus berada dalam gerak termal, dan partikel yang membentuk arus secara bersamaan berada dalam gerak termal dan terarah di bawah pengaruh medan listrik. Oleh karena itu, banyak tumbukan terjadi antara partikel-partikel pembentuk arus dan partikel-partikel yang tidak ikut serta dalam pembentukannya, di mana partikel-partikel tersebut melepaskan sebagian energi yang mereka bawa dari sumber arus ke partikel-partikel tersebut. Semakin banyak tumbukan maka semakin rendah kecepatan gerak teratur partikel-partikel pembentuk arus. Seperti yang terlihat dari rumusnya saya = enνS, penurunan kecepatan menyebabkan penurunan arus. Besaran skalar yang mencirikan sifat konduktor untuk mengurangi arus disebut resistensi konduktor. Dari rumus hukum Ohm, hambatan 
Ohm - resistansi konduktor di mana arus kuat diperoleh 1a dengan tegangan pada ujung penghantar sebesar 1 V.
Resistansi suatu konduktor bergantung pada panjangnya l, penampang S dan material yang dicirikan oleh resistivitas 
Semakin panjang suatu penghantar, semakin banyak pula tumbukan per satuan waktu antara partikel-partikel pembentuk arus dengan partikel-partikel yang tidak ikut serta dalam pembentukannya, sehingga semakin besar hambatan penghantar tersebut. Semakin kecil penampang konduktor, semakin padat aliran partikel pembentuk arus, dan semakin sering bertabrakan dengan partikel yang tidak ikut serta dalam pembentukannya, sehingga semakin besar hambatan konduktor.
Di bawah pengaruh medan listrik, partikel-partikel yang membentuk arus bergerak dipercepat di antara tumbukan, meningkatkan energi kinetiknya karena energi medan. Ketika bertabrakan dengan partikel yang tidak membentuk arus, mereka mentransfer sebagian energi kinetiknya ke partikel tersebut. Akibatnya, energi internal konduktor meningkat, yang secara eksternal dimanifestasikan dalam pemanasannya. Mari kita pertimbangkan apakah resistansi suatu konduktor berubah ketika dipanaskan.
Rangkaian listrik berisi kumparan kawat baja (tali, Gambar 81, a). Setelah menutup sirkuit, kami mulai memanaskan kabel. Semakin banyak kita memanaskannya, semakin sedikit arus yang ditunjukkan ammeter. Penurunannya terjadi karena ketika logam dipanaskan, resistansinya meningkat. Jadi, hambatan sehelai bola lampu listrik bila tidak menyala adalah kira-kira 20 ohm, dan kapan terbakar (2900°C) - 260 ohm. Ketika logam dipanaskan, pergerakan termal elektron dan laju getaran ion meningkat. kisi kristal, sebagai akibatnya, jumlah tumbukan elektron pembentuk arus dengan ion meningkat. Hal ini menyebabkan peningkatan resistansi konduktor *. Dalam logam, elektron tak bebas terikat sangat erat dengan ion, sehingga ketika logam dipanaskan, jumlah elektron bebas praktis tidak berubah.
* (Berdasarkan teori elektronik, tidak mungkin menurunkan hukum pasti tentang ketergantungan resistansi pada suhu. Hukum ini ditetapkan oleh teori kuantum, di mana elektron dianggap sebagai partikel dengan sifat gelombang, dan pergerakan elektron konduksi melalui logam merupakan proses perambatan gelombang elektronik, yang panjangnya ditentukan oleh hubungan de Broglie.)
Eksperimen menunjukkan bahwa ketika suhu konduktor dari berbagai zat Untuk jumlah derajat yang sama, hambatannya berubah secara berbeda. Misalnya, jika sebuah konduktor tembaga mempunyai hambatan 1 ohm, lalu setelah dipanaskan hingga 1°С dia akan mendapat perlawanan 1,004 ohm, dan tungsten - 1,005 ohm. Untuk mengkarakterisasi ketergantungan resistansi suatu konduktor pada suhunya, suatu besaran yang disebut koefisien resistansi suhu diperkenalkan. Besaran skalar yang diukur dengan perubahan resistansi suatu penghantar sebesar 1 ohm, diambil pada 0°C, dari perubahan suhunya sebesar 1°C, disebut koefisien resistansi suhu α. Jadi, untuk tungsten, koefisien ini sama dengan 0,005 derajat -1, untuk tembaga - 0,004 derajat -1. Koefisien resistansi suhu bergantung pada suhu. Untuk logam, perubahannya sedikit terhadap suhu. Untuk kisaran suhu yang kecil, suhu dianggap konstan untuk suatu bahan tertentu.
Mari kita turunkan rumus yang menghitung resistansi suatu konduktor dengan mempertimbangkan suhunya. Mari kita asumsikan itu R0- resistansi konduktor di 0°C, ketika dipanaskan hingga 1°С itu akan meningkat sebesar αR 0, dan ketika dipanaskan hingga t°- pada αRt° dan itu menjadi R = R 0 + αR 0 t°, atau
Ketergantungan ketahanan logam pada suhu diperhitungkan, misalnya, dalam pembuatan spiral untuk alat pemanas listrik dan lampu: panjang kawat spiral dan arus yang diizinkan dihitung dari hambatannya dalam keadaan panas. Ketergantungan resistansi logam pada suhu digunakan dalam termometer resistansi, yang digunakan untuk mengukur suhu mesin panas, turbin gas, logam dalam tanur tinggi, dll. Termometer ini terdiri dari luka spiral tipis berbahan platina (nikel, besi). pada bingkai porselen dan ditempatkan dalam kotak pelindung. Ujung-ujungnya dihubungkan ke sirkuit listrik dengan ammeter, yang skalanya dinyatakan dalam derajat suhu. Ketika kumparan memanas maka arus pada rangkaian berkurang, hal ini menyebabkan jarum amperemeter bergerak yang menunjukkan suhu.
Kebalikan dari resistansi suatu bagian atau rangkaian tertentu disebut konduktivitas listrik konduktor(konduktivitas listrik). Konduktivitas listrik suatu konduktor Semakin besar konduktivitas suatu konduktor, semakin rendah resistansinya dan semakin baik konduktor tersebut menghantarkan arus. Nama satuan daya hantar listrik 
Resistansi konduktivitas konduktor 1 ohm ditelepon Siemens.
Ketika suhu menurun, resistensi logam menurun. Tetapi ada logam dan paduan, yang resistansinya, pada suhu rendah spesifik untuk setiap logam dan paduan, menurun tajam dan menjadi semakin kecil - hampir sama dengan nol (Gbr. 81, b). Yang akan datang superkonduktivitas- konduktor praktis tidak memiliki hambatan, dan arus yang tereksitasi di dalamnya ada untuk waktu yang lama, sementara konduktor berada pada suhu superkonduktor (dalam salah satu percobaan, arus diamati selama lebih dari satu tahun). Saat melewatkan kerapatan arus melalui superkonduktor 1200 a/mm 2 tidak ada pelepasan panas yang diamati. Logam monovalen, yang merupakan penghantar arus terbaik, tidak masuk ke keadaan superkonduktor sampai titik ekstrimnya suhu rendah, di mana percobaan dilakukan. Misalnya, dalam percobaan ini tembaga didinginkan 0,0156°K, emas - hingga 0,0204° K. Jika paduan dengan superkonduktivitas dapat diperoleh pada suhu biasa, hal ini akan sangat penting bagi teknik kelistrikan.
Menurut konsep modern, penyebab utama superkonduktivitas adalah pembentukan pasangan elektron terikat. Pada suhu superkonduktivitas, gaya pertukaran mulai bekerja antara elektron bebas, menyebabkan elektron membentuk pasangan elektron terikat. Gas elektron dengan pasangan elektron terikat memiliki sifat yang berbeda dari gas elektron biasa - ia bergerak dalam superkonduktor tanpa gesekan terhadap simpul kisi kristal.
Soal 24. Untuk membuat kompor listrik berbentuk spiral, pihak bengkel mendapat gulungan kawat nikrom yang pada labelnya tertulis: “Berat 8,2 kg, diameter Λ 0,5 mm". Tentukan berapa banyak spiral yang dapat dibuat dari kawat ini jika hambatan spiral yang tidak termasuk dalam jaringan harus 22 ohm. Massa jenis nichrome 8200kg/m3.
Dari sini 
Di mana S = πr 2 ; S = 3,14*0,0625 mm 2 ≈ 2*10 -7 m 2.
Berat kawat m = ρ 1V, atau m = ρ 1 lS, dari sini
Menjawab: n = 1250 spiral.
Soal 25. Pada suhu 20°C, filamen tungsten pada bola lampu mempunyai hambatan 30 ohm; ketika Anda menghubungkannya ke jaringan DC dengan tegangan 220v arus mengalir secara spiral 0,6 a. Tentukan suhu pijar filamen bola lampu dan intensitas medan listrik stasioner pada filamen lampu jika panjangnya 550mm.
Hambatan spiral ketika lampu menyala ditentukan dari rumus hukum Ohm untuk suatu bagian rangkaian:
Kemudian 
Kuat medan stasioner pada filamen lampu
Menjawab: t 0 = 2518°C; E = 400v/m.
Seringkali karyawan menolak perubahan tanpa alasan yang jelas. Resistensi terhadap perubahan merupakan suatu sikap atau perilaku yang menunjukkan keengganan untuk menerapkan atau mendukung perubahan. Pertama-tama, perubahan mempengaruhi sikap setiap pegawai dan menimbulkan reaksi tertentu yang ditentukan oleh sikap terhadap perubahan. Salah satu jenis mekanisme perlindungan psikologis adalah stereotip, mencegah persepsi yang benar tentang inovasi. Bentuk-bentuk stereotip tersebut sedemikian rupa sehingga dapat memberikan kekebalan dari luar kepada pemiliknya. opini publik:
“kami sudah memiliki ini”:
“Kami tidak akan bisa melakukan ini”:
“Ini tidak menyelesaikan masalah utama kami
“ini perlu perbaikan”:
“tidak semuanya sama di sini”:
“Ada usulan lain
Kelompok berupaya, apapun perubahan yang terjadi, untuk menjaga keutuhan sikap dan penilaian dengan cara apapun. Akibatnya, setiap pengaruh eksternal menimbulkan pertentangan di dalam kelompok. Karakteristik organisasi ini disebut homeostatis.
Mari kita daftar beberapa frasa umum lainnya:
“kesabaran dan kerja keras akan menghancurkan segalanya” (penolakan untuk berubah);
“mari kita memulai hidup baru pada hari Senin” (menunda “untuk nanti”);
“tidak mau memainkan permainan” (ketidakpastian);
“seruan baru mematahkan kelumpuhan” (kurangnya implementasi);
“Semakin banyak cat yang kita buang, semakin kita tidak percaya pada dongeng” (hal
inefisiensi teknis);
“apa yang tidak diketahui bos, dia tidak menderita” (sabotase);
“mari kita kembali ke pekerjaan sebenarnya” (penyimpangan).
Jenis resistensi terhadap perubahan organisasi. Untuk memahami alasan mengapa orang mengalami kesulitan menerima perubahan, perlu dikaji jenis-jenis penolakan terhadap perubahan dalam organisasi.
Resistensi pegawai terhadap perubahan organisasi dapat berupa keberatan yang logis dan rasional, sikap psikologis emosional, faktor sosiologis dan kepentingan kelompok.
Resistensi logika- berarti karyawan tidak setuju dengan fakta, argumen rasional, dan logika. Terjadi karena diperlukannya waktu dan upaya nyata untuk beradaptasi terhadap perubahan, termasuk menguasai tanggung jawab pekerjaan baru. Ini adalah biaya nyata yang ditanggung oleh karyawan, meskipun dalam jangka panjang kita berbicara tentang perubahan yang menguntungkan mereka, yang berarti bahwa manajemen perlu memberikan kompensasi kepada mereka dengan cara apa pun.
Resistensi psikologis- biasanya berdasarkan emosi, perasaan dan sikap. Secara internal “logis” dari sudut pandang sikap karyawan Dan perasaannya tentang perubahan. Karyawan mungkin takut akan hal yang tidak diketahui, tidak mempercayai manajer, dan merasakan ancaman terhadap keselamatan mereka. Bahkan jika seorang manajer yakin bahwa perasaan seperti itu tidak dapat dibenarkan, perasaan tersebut sangat nyata, yang berarti dia harus mempertimbangkannya.
Resistensi sosiologis- akibat dari tantangan perubahan terhadap kepentingan, norma, dan nilai kelompok. Karena kepentingan publik (koalisi politik, nilai-nilai serikat pekerja dan berbagai komunitas) merupakan faktor yang sangat signifikan dalam lingkungan eksternal, manajemen harus hati-hati mempertimbangkan sikap berbagai koalisi dan kelompok terhadap perubahan. Di tingkat kelompok kecil, perubahan membahayakan nilai-nilai persahabatan dan status anggota tim.
Melakukan perubahan mengandaikan bahwa manajemen telah bersiap untuk mengatasi ketiga jenis resistensi tersebut, apalagi bentuk psikologis dan sosiologisnya bukanlah sesuatu yang irasional dan tidak logis, tetapi sebaliknya sesuai dengan logika sistem nilai yang berbeda. Dalam situasi kerja tertentu, kemungkinan besar terdapat dukungan moderat terhadap perubahan atau penolakan.
Tugas manajemen adalah menciptakan lingkungan kepercayaan terhadap usulan manajemen, memastikan persepsi positif karyawan terhadap sebagian besar perubahan dan rasa aman. Jika tidak, manajemen terpaksa menggunakan kekuasaan, yang penggunaannya terlalu sering akan menyebabkan “kelelahan”.
Ancaman perubahan bisa nyata atau dibayangkan, langsung atau tidak langsung, signifikan atau tidak signifikan. Terlepas dari sifat perubahannya, karyawan berusaha melindungi diri mereka dari konsekuensinya dengan menggunakan keluhan, perlawanan pasif, yang dapat berkembang menjadi ketidakhadiran tanpa izin di tempat kerja, sabotase, dan penurunan intensitas kerja.
Alasan penolakan mungkin merupakan ancaman terhadap kebutuhan karyawan akan keselamatan, hubungan sosial, status, kompetensi, atau harga diri.
Tiga alasan utama penolakan staf terhadap perubahan:
1) ketidakpastian - terjadi ketika informasi tentang konsekuensi perubahan tidak mencukupi;
2) rasa kehilangan – terjadi ketika ada keyakinan bahwa inovasi mengurangi otoritas pengambilan keputusan, kekuasaan formal atau informal, dan akses terhadap informasi;
3) keyakinan bahwa perubahan tidak akan membawa hasil yang diharapkan.
Alasan utama penolakan terhadap perubahan adalah dampak psikologis yang ditimbulkannya. Baik eksekutif puncak perusahaan maupun manajer lini mungkin menolak perubahan, namun secara bertahap, seiring dengan dirasakannya manfaat baru, penolakan ini mungkin memudar. Tentu saja, tidak semua perubahan mendapat perlawanan dari karyawan; beberapa di antaranya sudah dianggap diinginkan sebelumnya; perubahan lain mungkin sangat kecil dan tidak terlihat sehingga resistensi, jika ada, akan sangat lemah. Manajer harus menyadari bahwa sikap terhadap perubahan ditentukan terutama oleh seberapa baik manajer organisasi meminimalkan penolakan yang tidak dapat dihindari.
Perubahan dan perasaan terancam yang ditimbulkannya dapat memicu efek reaksi berantai, yaitu. situasi di mana perubahan yang secara langsung mempengaruhi individu atau sekelompok kecil orang mengarah pada reaksi langsung atau tidak langsung dari banyak orang karena fakta bahwa mereka semua tertarik pada perkembangan peristiwa tertentu.
Alasan penolakan terhadap perubahan biasanya:
Perasaan tidak nyaman yang dirasakan karyawan disebabkan oleh alam itu sendiri
berubah ketika karyawan menunjukkan ketidakpastian tentang kebenarannya
keputusan teknis yang diambil dianggap negatif
ketidakpastian yang terjadi;
Takut akan hal yang tidak diketahui, ancaman terhadap keselamatan pekerjaan seseorang;
Teknik untuk melakukan perubahan ketika karyawan merasa tidak puas
Karyawan merasa tidak adil karena ada orang lain yang mengambil keuntungan dari perubahan yang mereka lakukan;
Perasaan bahwa perubahan akan menimbulkan kerugian pribadi, yaitu. tingkat kepuasan yang lebih rendah terhadap kebutuhan apa pun. Dengan demikian, pekerja dapat memutuskan bahwa inovasi dalam teknologi dan otomatisasi tingkat tinggi akan mengakibatkan PHK atau gangguan hubungan sosial, mengurangi kekuasaan pengambilan keputusan, kekuasaan formal dan informal, akses terhadap informasi, otonomi dan daya tarik pekerjaan yang diberikan kepada mereka.
Keyakinan bahwa perubahan tidak diperlukan atau diinginkan oleh organisasi. Dengan demikian, seorang manajer mungkin memutuskan bahwa sistem informasi manajemen otomatis yang diusulkan terlalu rumit bagi pengguna atau sistem tersebut akan menghasilkan jenis informasi yang salah; dia mungkin juga memutuskan bahwa masalah tersebut tidak hanya berdampak pada area fungsionalnya, namun juga area fungsional lainnya - jadi biarkan mereka membuat perubahan di departemen tersebut.
Oleh karena itu, ketika mulai melaksanakan perubahan yang direncanakan dalam kerja tim, pemimpin harus terlebih dahulu menentukan apakah akan menimbulkan resistensi, resistensi apa yang akan terjadi, dan bagaimana mengubah perilakunya untuk mengatasi atau menghilangkannya. Pengalaman menunjukkan bahwa penolakan karyawan terhadap inovasi paling sering terjadi ketika:
1) tujuan perubahan tidak dijelaskan kepada masyarakat. Misteri dan ambiguitas selalu menimbulkan ketidakpastian dan kecemasan. Ketakutan akan hal yang tidak diketahui dapat membuat karyawan memusuhi sesuatu yang baru seperti halnya sifat dari hal baru tersebut. Secara umum, masyarakat lebih menolak reformasi umum dibandingkan perubahan yang sering terjadi dalam proses kerja;
2) karyawan sendiri tidak ikut serta dalam perencanaan perubahan tersebut. Masyarakat cenderung mendukung reformasi apa pun jika mereka ikut serta dalam persiapannya - lagipula, setiap orang siap mengikuti rekomendasinya sendiri;
3) reformasi dilatarbelakangi oleh alasan pribadi. Dengan demikian, seorang manajer yang meminta bantuan seorang karyawan dalam memproses dokumen dapat yakin bahwa orang lain akan langsung bertanya-tanya tentang manfaat apa yang akan diperoleh karyawan tersebut dan mengapa ia harus dibantu. Solidaritas adalah sifat yang luar biasa, namun hanya sedikit yang mampu menyerahkan sesuatu secara pribadi dan menyetujui inovasi karena perasaan ini. Masyarakat perlu memastikan bahwa hal ini benar-benar membantu memecahkan masalah, mencapai tujuan yang diinginkan, dan juga bermanfaat bagi mereka;
4) tradisi tim dan gaya serta cara kerja mereka yang biasa diabaikan. Banyak kelompok formal dan informal lainnya yang dengan keras kepala menolak inovasi yang mengancam hubungan akrab mereka;
5) bawahan merasa telah terjadi kesalahan dalam mempersiapkan reformasi. Perasaan ini semakin meningkat jika orang mencurigai adanya ancaman pemotongan gaji, penurunan pangkat, atau hilangnya dukungan dari manajer;
6) perestroika mengancam bawahan dengan peningkatan tajam dalam volume pekerjaan. Ancaman serupa muncul jika manajer tidak merencanakan perubahan jauh sebelumnya;
7) bagi orang-orang tampaknya segala sesuatunya baik-baik saja (“Tidak perlu terlalu memaksakan diri,” “Mengapa membiarkan leher Anda terkena pukulan,” “Segalanya tidak pernah berjalan sebaik ini bagi kami,” “Inisiatif dapat dihukum, " dll.);
8) penggagas reformasi tidak dihormati dan tidak mempunyai kewenangan. Sayangnya, antipati terhadap penulis proyek secara tidak sadar ditransfer ke proposalnya, terlepas dari nilai sebenarnya;
9) ketika merencanakan reformasi, tim tidak melihat hasil akhirnya (apa manfaatnya bagi tim?);
10) pekerja tidak mengetahui apa keuntungan pribadinya;
11) bawahan tidak merasa yakin atau yakin dengan pemimpinnya;
12) reformasi diusulkan dan dilaksanakan dalam bentuk kategoris, dengan menggunakan metode administratif;
13) inovasi dapat menyebabkan pengurangan staf;
14) masyarakat berpendapat bahwa perubahan dapat mengakibatkan pelanggaran terhadap prinsip keadilan sosial;
15) tim tidak mengetahui berapa biaya (biaya, tenaga);
16) reformasi tidak membawa hasil yang cepat;
17) reformasi akan membawa manfaat bagi segelintir orang;
18) kemajuan reformasi jarang dibahas dalam tim;
19) tidak ada suasana kepercayaan dalam tim;
20) dengan kedok reformasi, mereka sebenarnya menawarkan yang lama, yang tidak dapat dibenarkan;
21) di dalam tim terdapat kelompok orang kuat yang puas dengan situasi lama dan saat ini (egoisme kelompok);
22) contoh-contoh yang gagal dari reformasi tersebut diketahui;
23) pemimpin informal tim menentang perubahan.
Penting juga untuk membicarakan manfaat penolakan terhadap perubahan. Dalam situasi tertentu, hal ini menyebabkan manajemen sekali lagi menganalisis secara cermat rencana yang diusulkan, menilai kecukupannya terhadap situasi sebenarnya. Pekerja bertindak sebagai bagian dari suatu sistem untuk mengendalikan realitas rencana dan menjaga keseimbangan. Perlawanan dapat membantu mengidentifikasi area masalah tertentu, memberikan informasi kepada manajer tentang sikap karyawan terhadap isu-isu tertentu, dan memberikan kesempatan kepada karyawan untuk melampiaskan emosi dan mendorong mereka untuk memahami sifat perubahan.
Cara mengatasi resistensi terhadap perubahan organisasi adalah: pemberian informasi, partisipasi dan keterlibatan, negosiasi dan kesepakatan, manipulasi, pemaksaan.
1) pendidikan dan komunikasi - diskusi terbuka mengenai gagasan dan kegiatan yang akan membantu staf menjadi yakin akan perlunya perubahan sebelum perubahan tersebut diterapkan;
2) melibatkan bawahan dalam pengambilan keputusan. Memungkinkan staf yang mungkin menolak untuk secara bebas mengekspresikan sikap mereka terhadap inovasi;
3) bantuan dan dukungan - sarana yang memudahkan staf untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan baru. Pelatihan tambahan dan peningkatan keterampilan staf mungkin tersedia untuk memungkinkan mereka mengatasi tuntutan baru;
4) insentif material dan moral. Termasuk kenaikan gaji, komitmen untuk tidak memecat karyawan, dan lain-lain;
5) kooptasi. Berarti memberi orang yang menolak peran utama dalam pengambilan keputusan mengenai pengenalan inovasi;
6) manuver - penggunaan informasi yang diberikan kepada karyawan secara selektif, penyusunan jadwal kegiatan yang jelas;
7) transformasi bertahap, yang memungkinkan pembiasaan bertahap terhadap kondisi baru;
8) paksaan - ancaman perampasan pekerjaan, promosi, pengembangan profesional, upah, atau penunjukan posisi baru.
