علل تزداد مقاومة المواد الموصلة عند تسخينها

[نيرمين]

بسم الله الرحمن الرحيم
علل تزداد مقاومة المواد الموصلة عند تسخينها بينما تقل عند تسخين المواد شبه الموصلة

[النجومي]

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
السبب الأساسي في هذا الاختلاف يعود إلى منشأ التوصيل الكهربي و المقاومة في كلتا المادتين
و تركيبهما الذري
1- الموصلات المعدنية : يتم التوصيل الكهربي فيها عن طريق حركة الالكترونات الحرة داخل المادة خلال الشبكة البللورية . و أثناء حركتها تصطدم الالكترونات بذرات الشبكة البللورية بسبب الاهتزازات المستمرة لهذه الذرات (نتيجة للحرارة) فتحدث عملية تشتت للالكترونات و يلقى التيار المار مقاومة . هذا هو السبب الذي يجعل التيار يتوقف عن الزيادة رغم استمرار تسليط المجال الكهربي الخارجي القادم من مصدر الجهد.
و يثبت التيار عند قيمة معينة تحددها مقاومة هذه المادة
و بالتالي كلما ارتفعت درجة الحرارة زادت الاهتزازات أو الذبذبات للذرات حول مواضع سكونها فيزداد معدل التصادمات لاكترونات التوصيل أثناء سريانها داخل المادة فيزداد حدوث التشتت و تقل السرعة المتوسطة التي تنساق بها الالكترونات في الموصل (مع تسليط نفس الجهد الخارجي الموجود قبل رفع درجة الحرارة) و لذا تزداد المقاومة.
2- أشباه الموصلات :
أ-في أشباه الموصلات النقية يتم التوصيل الكهربي عن طريق الحوامل الحرة القادمة من كسر الروابط التساهمية للذرات المكونة للمادة. و هذه الحوامل هي الالكترونات و الفجوات الناتجة من كسر الروابط. كلما ارتفعت درجة الحرارة كلما تم كسر مزيد من الروابط و تحررت المزيد من الحوامل . و بالتالي يزداد تركيز الالكترونات و الفجوات . و لكن في نفس الوقت تزداد اهتزازات الذرات حول مواضع سكونها و يزداد التشتت و تقل قابلية الحوامل للحركة داخل المادة.و لكن زيادة عدد الحوامل تكون كبيرة فتتغلب على النقص في قابلية الحركة (الحركية ) فترتفع الموصلية الكهربية للمادة و تقل مقاومتها .
ب- لا يختلف الأمر كثيرا في أشباه الموصلات الغير نقية من النوعين الموجب و السالب إلا في أن التوصيل الكهربي يكون منشؤه في البداية هو الحوامل الحرة القادمة من ذرات الشوائب ( سواء الكترونات من الذرات المانحة أو فجوات من الذرات المستقبلة ) و التي يزداد عددها زيادة كبيرة عند ارتفاع درجة الحرارة أيضا فتزداد الموصلية و تقل المقاومة حتى تتأين كل ذرات الشوائب و تعود الحرارة لكسر الروابط بين ذرات المادة الأصلية (شبه الموصل النقي نفسه) و يزداد عدد الحوامل الحرة أيضا و تقل المقاومة أيضا .

[رجب مصطفى]

أحسنت أخي / النجومي ...

بارك الله فيك ...

وصلِّ اللهم على المصطفى "محمد بن عبد الله" وعلى آله الأطهار وصحبه الأخيار رضي الله عنهم أجمعين ...

[النجومي]

إقتباس:
المشاركة الأصلية بواسطة رجب مصطفى
أحسنت أخي / النجومي ...

بارك الله فيك ...


وصلِّ اللهم على المصطفى "محمد بن عبد الله" وعلى آله الأطهار وصحبه الأخيار رضي الله عنهم أجمعين ..


و فيك بارك الله

[أبو عمر الفيزيائى]

السلام عليكم
أعتقد أنه سبب ارتفاع مقاومة المواد الصلبة بالتسخين بسبب سرعة حركة الالكترونات المحررة من التسخين تعوق التيار.
وبالنسبة لأشباه الموصلات فالأمر يرجع الى الالكترونات الحرة (السالبة) والفجوات (الموجبة) الناتجة من كسر الروابط وبالتسخين يزداد عدد الالكترونات السالبة والفجوات الموجبة.