Wie wirkt sich Erwärmung auf den Widerstandswert aus? Elektrischer Widerstand Einfluss der Temperatur auf den spezifischen Widerstand
Oft widersetzen sich Mitarbeiter ohne ersichtlichen Grund Veränderungen. Widerstand gegen Veränderungen ist eine Einstellung oder ein Verhalten, das die Zurückhaltung bei der Umsetzung oder Unterstützung von Veränderungen zum Ausdruck bringt. Änderungen wirken sich zunächst auf die Einstellung jedes Mitarbeiters aus und lösen bestimmte Reaktionen aus, die durch die Einstellung zu Änderungen bestimmt werden. Eine Art psychologischer Schutzmechanismen ist Stereotypen, verhindert die korrekte Wahrnehmung von Innovationen. Die Formen dieser Stereotypen sind so beschaffen, dass sie ihren Trägern Unverwundbarkeit gegenüber der öffentlichen Meinung verschaffen können:
„Das haben wir schon“:
„Das werden wir nicht schaffen“:
„Das löst nicht unsere Hauptprobleme
„Das muss verbessert werden“:
„Hier ist nicht alles gleich“:
„Es gibt andere Vorschläge
Die Gruppe versucht, unabhängig von eintretenden Veränderungen, die Integrität der Einstellungen und Einschätzungen mit allen Mitteln aufrechtzuerhalten. Folglich führt jeder äußere Einfluss zu Widerstand innerhalb der Gruppe. Diese Eigenschaft von Organisationen wird Homöostase genannt.
Lassen Sie uns noch ein paar typische Ausdrücke auflisten:
„Geduld und Arbeit werden alles zermürben“ (Verweigerung der Veränderung);
„Lass uns am Montag ein neues Leben beginnen“ (Verschiebung „auf später“);
„würde das Spiel nicht spielen“ (Unsicherheit);
„Ein neuer Schrei brach die Lähmung“ (fehlende Umsetzung);
„Je mehr Farbe wir verschwenden, desto weniger glauben wir an Märchen“ (Seite
technische Ineffizienz);
„Was der Chef nicht weiß, das leidet er nicht“ (Sabotage);
„Kehren wir zur eigentlichen Arbeit zurück“ (Exkurs).
Arten des Widerstands gegen organisatorische Veränderungen. Um die Gründe zu verstehen, warum Menschen Schwierigkeiten haben, Veränderungen zu akzeptieren, ist es notwendig, die Arten des Widerstands gegen Veränderungen in der Organisation zu untersuchen.
Der Widerstand der Mitarbeiter gegen Veränderungen in der Organisation kann in Form logischer rationaler Einwände, psychologisch-emotionaler Einstellungen, soziologischer Faktoren und Gruppeninteressen auftreten.
Logikwiderstand- bedeutet, dass Mitarbeiter mit Fakten, rationalen Argumenten und Logik nicht einverstanden sind. Tritt aufgrund des tatsächlichen Zeit- und Arbeitsaufwands auf, der erforderlich ist, um sich an Veränderungen anzupassen, einschließlich der Bewältigung neuer Arbeitsaufgaben. Dabei handelt es sich um reale Kosten, die die Mitarbeiter zu tragen haben, auch wenn es sich dabei langfristig um für sie günstige Veränderungen handelt, was bedeutet, dass das Management sie auf die eine oder andere Weise entschädigen muss.
Psychischer Widerstand- meist basierend auf Emotionen, Gefühlen und Einstellungen. Ist intern „logisch“ aus Sicht der Einstellung des Mitarbeiters Und seine Gefühle gegenüber Veränderungen. Mitarbeiter haben möglicherweise Angst vor dem Unbekannten, misstrauen Vorgesetzten und fühlen sich in ihrer Sicherheit bedroht. Selbst wenn ein Manager solche Gefühle für ungerechtfertigt hält, sind sie doch sehr real, was bedeutet, dass er sie berücksichtigen muss.
Soziologischer Widerstand- das Ergebnis der Herausforderung, die Veränderungen für Gruppeninteressen, Normen und Werte darstellen. Da öffentliche Interessen (politische Koalitionen, Werte von Gewerkschaften und verschiedenen Gemeinschaften) ein sehr wichtiger Faktor im externen Umfeld sind, muss das Management die Haltung verschiedener Koalitionen und Gruppen gegenüber Veränderungen sorgfältig abwägen. Auf der Ebene kleiner Gruppen gefährden Veränderungen die Werte von Freundschaften und den Status der Teammitglieder.
Die Durchführung von Veränderungen setzt voraus, dass das Management auf die Überwindung aller drei Arten von Widerständen vorbereitet ist, zumal ihre psychologischen und soziologischen Formen nichts Irrationales und Unlogisches sind, sondern im Gegenteil der Logik unterschiedlicher Wertesysteme entsprechen. In bestimmten Arbeitssituationen ist eine mäßige Unterstützung für Veränderungen oder Widerstand am wahrscheinlichsten.
Die Aufgabe des Managements besteht darin, ein Umfeld des Vertrauens in die Vorschläge des Managements zu schaffen und so eine positive Wahrnehmung der meisten Veränderungen durch die Mitarbeiter und ein Gefühl der Sicherheit zu gewährleisten. Andernfalls ist das Management gezwungen, Macht einzusetzen, deren zu häufiger Einsatz mit ihrer „Erschöpfung“ verbunden ist.
Die Gefahr einer Veränderung kann real oder eingebildet, direkt oder indirekt, erheblich oder unbedeutend sein. Unabhängig von der Art der Veränderung versuchen sich Mitarbeiter durch Beschwerden, passiven Widerstand, der sich zu unbefugtem Fernbleiben vom Arbeitsplatz, Sabotage und einer Verringerung der Arbeitsintensität entwickeln kann, vor ihren Folgen zu schützen.
Gründe dafür Widerstand kann eine Bedrohung für die Bedürfnisse der Mitarbeiter nach Sicherheit, sozialen Beziehungen, Status, Kompetenz oder Selbstwertgefühl sein.
Drei Hauptgründe für den Widerstand des Personals gegen Veränderungen:
1) Unsicherheit – tritt auf, wenn nicht genügend Informationen über die Folgen von Änderungen vorliegen;
2) ein Verlustgefühl – tritt auf, wenn man glaubt, dass Innovationen die Entscheidungsbefugnis, die formelle oder informelle Macht und den Zugang zu Informationen verringern;
3) der Glaube, dass Veränderungen nicht die erwarteten Ergebnisse bringen.
Der Hauptgrund für den Widerstand gegen Veränderungen sind die damit verbundenen psychologischen Kosten. Sowohl die Top-Führungskräfte als auch die Vorgesetzten des Unternehmens sträuben sich vielleicht gegen Veränderungen, aber nach und nach, wenn neue Vorteile erkannt werden, kann dieser Widerstand nachlassen. Natürlich stoßen nicht alle Veränderungen auf Widerstand bei den Mitarbeitern, manche werden schon im Vorfeld als wünschenswert empfunden; Andere Veränderungen können so geringfügig und unmerklich sein, dass der Widerstand, wenn überhaupt, sehr schwach sein wird. Manager müssen sich darüber im Klaren sein, dass die Einstellung gegenüber Veränderungen in erster Linie davon abhängt, wie gut es den Managern der Organisation gelungen ist, unvermeidliche Widerstände zu minimieren.
Veränderungen und das von ihnen ausgehende Bedrohungsgefühl können einen Kettenreaktionseffekt auslösen, d. h. Situationen, in denen eine Veränderung, die eine Einzelperson oder eine kleine Gruppe von Menschen direkt betrifft, zu einer direkten oder indirekten Reaktion vieler Menschen führt, weil sie alle an der einen oder anderen Entwicklung von Ereignissen interessiert sind.
Gründe für den Widerstand gegen Veränderungen sind in der Regel:
Das von der Natur selbst verursachte Unbehagen der Mitarbeiter
ändert sich, wenn Mitarbeiter Unsicherheit über die Richtigkeit zeigen
Technische Entscheidungen werden negativ wahrgenommen
die daraus resultierende Unsicherheit;
Angst vor dem Unbekannten, Bedrohung der Sicherheit ihrer Arbeit;
Techniken, um bei unzufriedenen Mitarbeitern Veränderungen herbeizuführen
Mitarbeiter fühlen sich ungerecht, weil jemand anderes von den von ihnen vorgenommenen Veränderungen profitiert;
Das Gefühl, dass Veränderungen zu persönlichen Verlusten führen, d.h. geringerer Grad der Befriedigung eines Bedürfnisses. Daher können Arbeitnehmer entscheiden, dass Innovationen in der Technologie und ein hohes Maß an Automatisierung zu Entlassungen oder Störungen sozialer Beziehungen führen und ihre Entscheidungsbefugnis, ihre formelle und informelle Macht, ihren Zugang zu Informationen, ihre Autonomie und die Attraktivität der ihnen übertragenen Arbeit verringern.
Der Glaube, dass Veränderungen für die Organisation weder notwendig noch wünschenswert sind. Daher kann ein Manager entscheiden, dass ein vorgeschlagenes automatisiertes Managementinformationssystem für Benutzer zu komplex ist oder dass es die falsche Art von Informationen liefert. Er kann auch entscheiden, dass das Problem nicht nur seinen Funktionsbereich betrifft, sondern auch einen anderen – lassen Sie ihn also Änderungen in dieser Abteilung vornehmen.
Wenn der Leiter also mit der Umsetzung der geplanten Veränderungen in der Teamarbeit beginnt, muss er zunächst feststellen, ob sie Widerstand hervorrufen, um welche Art von Widerstand es sich handelt und wie er sein Verhalten ändern kann, um ihn zu überwinden oder zu beseitigen. Die Erfahrung zeigt, dass der Widerstand der Mitarbeiter gegenüber Innovationen am häufigsten in folgenden Fällen auftritt:
1) Die Ziele der Veränderungen werden den Menschen nicht erklärt. Mysterium und Mehrdeutigkeit erzeugen immer Unsicherheit und Angst. Die Angst vor dem Unbekannten kann Mitarbeiter ebenso feindselig gegenüber etwas Neuem machen wie die Natur des Neuen. Generell lehnen die Menschen allgemeine Reformen weitaus stärker ab als häufige Veränderungen im Arbeitsprozess;
2) Die Mitarbeiter selbst waren nicht an der Planung dieser Änderungen beteiligt. Menschen neigen dazu, Reformen zu unterstützen, wenn sie sich an ihrer Vorbereitung beteiligt haben – schließlich ist jeder bereit, seinen eigenen Empfehlungen zu folgen;
3) Reformen sind aus persönlichen Gründen motiviert. So kann ein Manager, der einen Mitarbeiter um Hilfe bei der Bearbeitung von Dokumenten bittet, sicher sein, dass andere sofort Fragen dazu haben, welchen Nutzen dieser Mitarbeiter hat und warum ihm geholfen werden sollte. Solidarität ist eine wunderbare Eigenschaft, aber nur wenige sind aufgrund dieses Gefühls in der Lage, persönlich auf etwas zu verzichten und Neuerungen zuzustimmen. Die Menschen müssen sicherstellen, dass dies wirklich zur Lösung des Problems beiträgt, das gewünschte Ziel erreicht und dass es ihnen auch zugute kommt.
4) Die Traditionen des Teams und sein üblicher Stil und seine Arbeitsweise werden ignoriert. Viele andere formelle und informelle Gruppen werden sich hartnäckig gegen Neuerungen wehren, die ihre vertrauten Beziehungen gefährden;
5) Den Untergebenen scheint es, dass bei der Vorbereitung der Reformen ein Fehler gemacht wurde. Dieses Gefühl wird besonders verstärkt, wenn man den Verdacht hat, dass eine Gehaltskürzung, eine Degradierung oder ein Verlust der Gunst des Managers droht;
6) Perestroika droht den Untergebenen mit einem starken Anstieg des Arbeitsvolumens. Eine ähnliche Gefahr entsteht, wenn der Manager sich nicht die Mühe gemacht hat, Änderungen weit genug im Voraus zu planen;
7) Den Menschen kommt es so vor, als sei alles in Ordnung, so wie es ist („Kein Grund, den Hals rauszustrecken“, „Warum den Hals dem Schlag aussetzen“, „Bei uns ist es noch nie so gut gelaufen“, „Initiative ist strafbar“, " usw.);
8) Der Initiator von Reformen wird nicht respektiert und hat keine Autorität. Leider überträgt sich die Antipathie gegenüber dem Autor des Projekts unbewusst auf seine Vorschläge, unabhängig von ihrem wahren Wert;
9) Bei der Planung von Reformen sieht das Team das Endergebnis nicht (was bringt das dem Team?);
10) Der Arbeitnehmer weiß nicht, welchen persönlichen Nutzen er daraus ziehen wird.
11) Der Untergebene fühlt sich vom Vorgesetzten nicht überzeugt oder überzeugt;
12) Reformen werden in kategorischer Form unter Verwendung administrativer Methoden vorgeschlagen und umgesetzt;
13) Innovation kann zu Personalabbau führen;
14) Menschen glauben, dass Veränderungen zu Verstößen gegen den Grundsatz der sozialen Gerechtigkeit führen können;
15) Das Team weiß nicht, wie viel es kosten wird (Kosten, Aufwand);
16) die Reform bringt keine schnellen Ergebnisse;
17) Reformen werden einem engen Personenkreis Vorteile bringen;
18) Der Fortschritt der Reform wird im Team selten diskutiert;
19) Es herrscht keine vertrauensvolle Atmosphäre im Team.
20) Unter dem Deckmantel der Reform bieten sie tatsächlich das Alte an, was sich nicht gerechtfertigt hat;
21) innerhalb des Teams gibt es mächtige Gruppen von Menschen, die mit der alten, aktuellen Situation zufrieden sind (Gruppenegoismus);
22) Es sind erfolglose Beispiele einer solchen Reform bekannt.
23) Der informelle Leiter des Teams ist gegen Veränderungen.
Es ist auch notwendig, über die Vorteile des Widerstands gegen Veränderungen zu sprechen. In bestimmten Situationen führt dies dazu, dass das Management die vorgeschlagenen Pläne noch einmal sorgfältig analysiert und ihre Angemessenheit für die tatsächliche Situation beurteilt. Arbeitnehmer agieren als Teil eines Systems zur Kontrolle der Realität von Plänen und zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts. Widerstand kann dazu beitragen, bestimmte Problembereiche zu identifizieren, Managern Informationen über die Einstellung der Mitarbeiter zu bestimmten Themen zu liefern und den Mitarbeitern die Möglichkeit zu geben, Emotionen auszudrücken und sie zu ermutigen, die Natur der Veränderung zu verstehen.
Methoden zur Überwindung von Widerständen gegen organisatorische Veränderungen sind: Bereitstellung von Informationen, Beteiligung und Beteiligung, Verhandlungen und Vereinbarungen, Manipulation, Zwang.
1) Bildung und Kommunikation – offene Diskussion von Ideen und Aktivitäten, die dazu beitragen, dass die Mitarbeiter von der Notwendigkeit einer Veränderung überzeugt werden, bevor diese umgesetzt wird;
2) Einbeziehung der Untergebenen in die Entscheidungsfindung. Ermöglicht Mitarbeitern, die sich möglicherweise weigern, ihre Einstellung zu Innovationen frei zu äußern;
3) Entlastung und Unterstützung – Mittel, die es den Mitarbeitern erleichtern, sich in die neue Umgebung einzufügen. Möglicherweise stehen zusätzliche Schulungen und Weiterbildungen für das Personal zur Verfügung, um es in die Lage zu versetzen, neue Anforderungen zu bewältigen.
4) materielle und moralische Anreize. Beinhaltet eine Lohnerhöhung, die Verpflichtung, keine Mitarbeiter zu entlassen usw.;
5) Kooptation. Bedeutet, der Person, die sich widersetzt, eine führende Rolle bei Entscheidungen über die Einführung von Innovationen zu geben;
6) Manövrieren – selektive Nutzung der den Mitarbeitern zur Verfügung gestellten Informationen, Erstellung eines klaren Aktivitätsplans;
7) allmähliche Transformation, die es ermöglicht, sich allmählich an neue Bedingungen zu gewöhnen;
8) Nötigung – eine Androhung des Entzugs des Arbeitsplatzes, der Beförderung, der beruflichen Weiterentwicklung, des Lohns oder der Ernennung zu einer neuen Position.
Elektrischer Wiederstand -eine physikalische Größe, die angibt, welche Art von Hindernis der Strom beim Durchgang durch den Leiter erzeugt. Die Maßeinheiten sind Ohm, zu Ehren von Georg Ohm. In seinem Gesetz leitete er eine Formel zur Widerstandsfindung ab, die unten aufgeführt ist.
Betrachten wir den Widerstand von Leitern am Beispiel von Metallen. Metalle haben eine innere Struktur in Form eines Kristallgitters. Dieses Gitter hat eine strenge Ordnung und seine Knoten sind positiv geladene Ionen. Ladungsträger in einem Metall sind „freie“ Elektronen, die nicht zu einem bestimmten Atom gehören, sondern sich zufällig zwischen den Gitterplätzen bewegen. Aus der Quantenphysik ist bekannt, dass die Bewegung von Elektronen in einem Metall die Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle in einem Festkörper ist. Das heißt, ein Elektron in einem Leiter bewegt sich (praktisch) mit Lichtgeschwindigkeit, und es wurde nachgewiesen, dass es nicht nur Eigenschaften als Teilchen, sondern auch als Welle aufweist. Und der Widerstand des Metalls entsteht durch die Streuung elektromagnetischer Wellen (also Elektronen) durch thermische Schwingungen des Gitters und seiner Defekte. Wenn Elektronen mit Knoten eines Kristallgitters kollidieren, wird ein Teil der Energie auf die Knoten übertragen, wodurch Energie freigesetzt wird. Diese Energie kann dank des Joule-Lenz-Gesetzes bei konstantem Strom berechnet werden - Q=I 2 Rt. Wie Sie sehen, wird umso mehr Energie freigesetzt, je größer der Widerstand ist.
Widerstand
Es gibt ein so wichtiges Konzept wie den spezifischen Widerstand. Dabei handelt es sich um denselben Widerstand, nur in einer Längeneinheit. Jedes Metall hat seinen eigenen Wert, zum Beispiel beträgt er für Kupfer 0,0175 Ohm*mm2/m, für Aluminium 0,0271 Ohm*mm2/m. Dies bedeutet, dass ein Kupferstab von 1 m Länge und einer Querschnittsfläche von 1 mm2 einen Widerstand von 0,0175 Ohm hat und der gleiche Stab, jedoch aus Aluminium, einen Widerstand von 0,0271 Ohm hat. Es stellt sich heraus, dass die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer höher ist als die von Aluminium. Jedes Metall hat seinen eigenen spezifischen Widerstand und mit der Formel lässt sich der Widerstand des gesamten Leiters berechnen
Wo P– Metallwiderstand, l – Leiterlänge, s – Querschnittsfläche.
Die Widerstandswerte sind in angegeben Metallwiderstandstabelle(20°C)
|
Substanz |
P, Ohm*mm 2 /2 |
α,10 -3 1/K |
|
Aluminium |
0.0271 |
|
|
Wolfram |
0.055 |
|
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Eisen |
0.098 |
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Gold |
0.023 |
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Messing |
0.025-0.06 |
|
|
Manganin |
0.42-0.48 |
0,002-0,05 |
|
Kupfer |
0.0175 |
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|
Nickel |
||
|
Konstantan |
0.44-0.52 |
0.02 |
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Nichrom |
0.15 |
|
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Silber |
0.016 |
|
|
Zink |
0.059 |
Zusätzlich zum spezifischen Widerstand enthält die Tabelle TCR-Werte; mehr zu diesem Koeffizienten etwas später.
Abhängigkeit des spezifischen Widerstands von der Verformung
Bei der Kaltumformung von Metallen erfährt das Metall eine plastische Verformung. Bei der plastischen Verformung verzerrt sich das Kristallgitter und die Zahl der Defekte nimmt zu. Mit zunehmender Anzahl von Kristallgitterdefekten nimmt der Widerstand gegen den Elektronenfluss durch den Leiter zu und damit auch der spezifische Widerstand des Metalls. Beispielsweise wird Draht durch Ziehen hergestellt, was bedeutet, dass das Metall eine plastische Verformung erfährt, wodurch sich der spezifische Widerstand erhöht. In der Praxis wird das Rekristallisationsglühen zur Widerstandsreduzierung eingesetzt; hierbei handelt es sich um einen komplexen technologischen Prozess, nach dem sich das Kristallgitter scheinbar „begradigt“ und die Anzahl der Defekte und damit auch der Widerstand des Metalls abnimmt.
Beim Strecken oder Stauchen erfährt das Metall eine elastische Verformung. Bei der durch Dehnung verursachten elastischen Verformung nehmen die Amplituden der thermischen Schwingungen der Kristallgitterknoten zu, daher erfahren Elektronen große Schwierigkeiten und in diesem Zusammenhang steigt der spezifische Widerstand. Bei der durch Kompression verursachten elastischen Verformung nehmen die Amplituden der thermischen Schwingungen der Knoten ab, wodurch sich Elektronen leichter bewegen können und der spezifische Widerstand abnimmt.
Einfluss der Temperatur auf den spezifischen Widerstand
Wie wir oben bereits herausgefunden haben, sind die Knoten des Kristallgitters und deren Schwingungen die Ursache für den Widerstand im Metall. Wenn also die Temperatur steigt, nehmen die thermischen Schwingungen der Knoten zu, was bedeutet, dass auch der spezifische Widerstand zunimmt. Es gibt eine solche Menge wie Temperaturkoeffizient des Widerstands(TKS), der angibt, um wie viel der spezifische Widerstand des Metalls beim Erhitzen oder Abkühlen zunimmt oder abnimmt. Beispielsweise beträgt der Temperaturkoeffizient von Kupfer bei 20 Grad Celsius 4.1 · 10 − 3 1/Grad. Das heißt, wenn beispielsweise Kupferdraht um 1 Grad Celsius erhitzt wird, erhöht sich sein spezifischer Widerstand um 4.1 · 10 − 3 Ohm. Der spezifische Widerstand bei Temperaturänderungen kann mit der Formel berechnet werden
Dabei ist r der spezifische Widerstand nach dem Erhitzen, r 0 der spezifische Widerstand vor dem Erhitzen, a der Temperaturkoeffizient des Widerstands, t 2 die Temperatur vor dem Erhitzen, t 1 die Temperatur nach dem Erhitzen.
Wenn wir unsere Werte ersetzen, erhalten wir: r=0,0175*(1+0,0041*(154-20))=0,0271 Ohm*mm 2 /m. Wie Sie sehen, hätte unser Kupferstab mit einer Länge von 1 m und einer Querschnittsfläche von 1 mm 2 nach dem Erhitzen auf 154 Grad den gleichen Widerstand wie der gleiche Stab, nur aus Aluminium und bei a Temperatur von 20 Grad Celsius.
Die Eigenschaft, den Widerstand bei Temperaturänderungen zu ändern, wird bei Widerstandsthermometern genutzt. Diese Geräte können die Temperatur anhand von Widerstandswerten messen. Widerstandsthermometer haben eine hohe Messgenauigkeit, aber kleine Temperaturbereiche.
In der Praxis verhindern die Eigenschaften von Leitern den Durchgang aktuell werden sehr häufig verwendet. Ein Beispiel ist eine Glühlampe, bei der ein Wolframfaden aufgrund des hohen Widerstands des Metalls, seiner großen Länge und seines schmalen Querschnitts erhitzt wird. Oder jedes Heizgerät, bei dem sich die Spule aufgrund des hohen Widerstands erwärmt. In der Elektrotechnik wird ein Element, dessen Haupteigenschaft der Widerstand ist, als Widerstand bezeichnet. Ein Widerstand wird in fast jedem Stromkreis verwendet.
Die wichtigsten und wichtigsten Quellen individuellen Widerstands sind in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1. Quellen des individuellen Widerstands
Schauen wir uns Abbildung 1 genauer an:
- Wahrnehmung.
Die Hauptquelle des Widerstands ist der Wahrnehmungsverteidigungsmechanismus. Jeder Mensch nimmt seine Umwelt unterschiedlich wahr und neigt daher dazu, die Dinge auszuwählen und wahrzunehmen, die ihm am angemessensten erscheinen. Sobald ein Mensch beginnt, einen Gegenstand wahrzunehmen, ist es unmöglich, diese Wahrnehmung ohne Widerstand zu ändern. Eine weitere Quelle für Wahrnehmungsfehler sind Stereotypen. Zum Beispiel das Klischee, dass Veränderungen immer etwas Schlimmes sind, was zu Entlassungen führt.
- Persönlichkeit.
Jeder von uns verfügt über bestimmte persönliche Qualitäten, die ein Hindernis für Veränderungen darstellen können. Wir sprechen hier auch von Abhängigkeiten. Der Widerstand gegen Veränderungen unter den Mitarbeitern kann so lange anhalten, bis die Veränderung von denjenigen akzeptiert wird, von denen sie abhängig sind – dem Vorgesetzten, dem Abteilungs- oder Werkstattleiter.
- Gewohnheiten.
Dies ist eine einzigartige Art zu reagieren und sich zu verhalten, bis sich die Situation kritisch ändert. Gewohnheit ist die Grundlage für Komfort und Sicherheit. Die Wahrnehmung von Veränderungen hängt in diesem Fall von der individuellen Wahrnehmung der Vorteile dieser Veränderungen ab.
- Angst vor Macht- und Einflussverlust.
Viele Mitarbeiter, insbesondere in Führungspositionen, empfinden Veränderungen als Bedrohung ihres Status und ihrer Macht.
- Angst vor dem Unbekannten.
Menschen können die Folgen von Veränderungen oft nicht vorhersagen, daher birgt jede Veränderung ein Element der Unsicherheit, das Zweifel hervorruft.
- Wirtschaftliche Gründe.
Oft wehren sich Menschen gegen Veränderungen, wenn sie eine Verringerung ihres Einkommens oder eine Erhöhung der Ausgaben mit sich bringen. Eine Änderung des bisherigen Arbeitsrhythmus macht ihnen aus Sicht der wirtschaftlichen Sicherheit Angst.
Organisatorischer Widerstand gegen Veränderungen
Die Quellen des organisatorischen Widerstands sind in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2. Quellen des organisatorischen Widerstands
Schauen wir uns Abbildung 2 an.
Anmerkung 1
Wir müssen verstehen, dass eine Organisation ebenso wie ihre einzelnen Mitglieder Veränderungen widerstehen kann. Wenn alle Prozesse in einer Organisation rationalisiert sind, ist das Ergebnis gut. Um jedoch wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen manchmal Änderungen vornehmen, die zunächst die betriebliche Effizienz beeinträchtigen können. Dies erklärt den instinktiven Wunsch der Organisation, ihre Position zu behaupten und sich Veränderungen zu widersetzen. Dies geschieht häufig, wenn einige nicht lebenswichtige Funktionen ausgelagert werden.
Daher sollte die Organisationsstruktur als Quelle des Widerstands unter dem Gesichtspunkt der Stabilität betrachtet werden. Jeder hat seine eigenen Rollen, deren Umsetzung rationalisiert ist und alle Prozesse effektiv sind. Die Aufgabe der Organisation besteht darin, diese Stabilität möglichst lange aufrechtzuerhalten.
Eine Organisation verfügt möglicherweise über hochspezialisierte Arbeitsbereiche, eine starre Hierarchie und klar definierte Verantwortlichkeiten sowie begrenzte Informationsflüsse von oben nach unten. Je flexibler die Organisationsstruktur ist, desto leichter können Veränderungen toleriert werden.
Die nächste Widerstandsquelle ist Unternehmenskultur. Je vertrauensvoller die Atmosphäre und je höher der Reifegrad von Kultur und Mitarbeitern, desto leichter fallen Veränderungen vonstatten. Es ist wichtig, dass Arbeitnehmer ihre Gewohnheiten leicht anpassen und ändern können.
Begrenzte Ressourcen. Eine Organisation kann nur dann Änderungen vornehmen, wenn sie über genügend Ressourcen dafür verfügt. Jede Änderung ist nicht nur eine große Geld-, sondern auch Zeitverschwendung.
Interorganisationale Vereinbarungen. Vereinbarungen und Vereinbarungen zwischen Organisationen erlegen den Menschen in der Regel bestimmte Verpflichtungen auf, die ihr Verhalten regeln oder einschränken. Die Verhandlungen mit Gewerkschaften und der Abschluss eines Tarifvertrags sind die markantesten Beispiele in diesem Bereich.
Widerstand gegen Veränderungen überwinden
Obwohl der Widerstand gegen Veränderungen nicht vollständig beseitigt werden kann, gibt es einige Methoden, die dabei helfen können, seinen Schweregrad zu mildern.
Psychologe Kurt Lewin betrachtete Widerstand als ein Gleichgewicht von Kräften, die in verschiedene Richtungen wirken. Dieser Ansatz wird als Kraftfeldanalyse bezeichnet (Abb. 3). Levin schlug vor, in jeder Situation zu versuchen, das Gleichgewicht und das Gleichgewicht dieser Kräfte sicherzustellen.
Um die Machtposition zu ändern, also Veränderungen vorzunehmen, müssen Sie die folgenden Schritte unternehmen:
- die Kräfte erhöhen, die für Veränderungen sorgen;
- Kräfte reduzieren, die dem Wandel entgegenwirken;
- Verwandeln Sie die Kräfte, die der Veränderung entgegenwirken, in die Position der Kräfte, die der Veränderung entgegenwirken.
Abbildung 3. Kurt Lewins Ansatz – Kraftfeldanalyse
Die folgenden Faktoren können die Beseitigung von Hindernissen beeinflussen:
- Aufmerksamkeit und Unterstützung. Es ist wichtig, Veränderungen offen zu kommunizieren und alle Mitarbeiter zu unterstützen.
- Kommunikation. Offener Zugang zu Informationen über Änderungen;
- Teilnahme und Engagement. Je mehr Mitarbeiter in den Veränderungsprozess einbezogen werden, desto mehr beginnen sie, die Notwendigkeit solcher Maßnahmen zu verstehen und den Widerstand aufzugeben.
Diese und andere Ansätze zur Umsetzung von Veränderungen und ihre Merkmale sind in Tabelle 1 dargestellt.
Abbildung 4. Methoden zur Überwindung des Widerstands gegen Veränderungen
Was ist es? Wovon hängt es ab? Wie berechnet man es? All dies wird im heutigen Artikel besprochen!
Und alles begann vor ziemlich langer Zeit. Im fernen und schneidigen 19. Jahrhundert spielte der angesehene Herr Georg Ohm in seinem Labor mit Spannung und Strom, indem er sie durch verschiedene Dinge leitete, die sie leiten konnten. Als aufmerksamer Mensch baute er eine interessante Beziehung auf. Nämlich, wenn wir den gleichen Dirigenten nehmen, dann die Stromstärke darin ist direkt proportional zur angelegten Spannung. Das heißt, wenn Sie die angelegte Spannung verdoppeln, verdoppelt sich auch die Stromstärke. Dementsprechend macht sich niemand die Mühe, einen Proportionalitätskoeffizienten einzuführen:
Wobei G der genannte Koeffizient ist Leitfähigkeit Dirigent. In der Praxis wird häufiger mit dem Kehrwert der Leitfähigkeit gearbeitet. Es heißt genauso elektrischer Wiederstand und wird mit dem Buchstaben R bezeichnet:
Für den Fall des elektrischen Widerstands sieht die von Georg Ohm ermittelte Abhängigkeit wie folgt aus:
Meine Herren, im großen Vertrauen haben wir gerade das Ohmsche Gesetz geschrieben. Aber konzentrieren wir uns zunächst nicht darauf. Ich habe fast einen separaten Artikel für ihn fertig, und wir werden darin darüber sprechen. Lassen Sie uns nun näher auf die dritte Komponente dieses Ausdrucks eingehen – den Widerstand.
Erstens sind dies die Eigenschaften des Dirigenten. Der Widerstand hängt nicht vom Strom und der Spannung ab, außer in bestimmten Fällen wie nichtlinearen Geräten. Wir werden auf jeden Fall darauf zurückkommen, aber später, meine Herren. Jetzt schauen wir uns normale Metalle und andere schöne, einfache – lineare – Dinge an.
Der Widerstand wird in gemessen Omaha. Es ist ganz logisch – wer es entdeckt hat, hat es nach sich selbst benannt. Ein toller Anreiz zum Entdecken, meine Herren! Aber erinnern Sie sich, dass wir mit der Leitfähigkeit begonnen haben? Was wird mit dem Buchstaben G bezeichnet? Es hat also auch eine eigene Dimension – Siemens. Aber normalerweise interessiert das niemanden, fast niemand arbeitet mit ihnen.
Ein neugieriger Geist wird sich sicherlich die Frage stellen – Widerstand ist natürlich groß, aber worauf kommt es eigentlich an? Es gibt Antworten. Gehen wir Punkt für Punkt vor. Die Erfahrung zeigt das Widerstand hängt zumindest davon ab:
- geometrische Abmessungen und Form des Leiters;
- Material;
- Leitertemperatur.
Schauen wir uns nun jeden Punkt genauer an.
Meine Herren, die Erfahrung zeigt das bei konstanter Temperatur Der Widerstand eines Leiters ist direkt proportional zu seiner Länge und umgekehrt proportional zu seiner Fläche
sein
Querschnitt. Das heißt, je dicker und kürzer der Leiter ist, desto geringer ist sein Widerstand. Umgekehrt haben lange und dünne Leiter einen relativ hohen Widerstand.Dies ist in Abbildung 1 dargestellt.Diese Aussage ist auch aus der zuvor zitierten Analogie von elektrischem Strom und Wasserversorgung verständlich: Durch ein dickes kurzes Rohr kann Wasser leichter fließen als durch ein dünnes und langes, und eine Übertragung ist möglich. Ö größere Flüssigkeitsmengen gleichzeitig.
Abbildung 1 – Dicke und dünne Leiter
Lassen Sie uns dies in mathematischen Formeln ausdrücken:
Hier R- Widerstand, l- Länge des Leiters, S- seine Querschnittsfläche.
Wenn wir sagen, dass jemand proportional zu jemandem ist, können wir immer einen Koeffizienten eingeben und das Proportionalitätssymbol durch ein Gleichheitszeichen ersetzen:
Wie Sie sehen, haben wir hier einen neuen Koeffizienten. Es wird genannt Leiterwiderstand.
Was ist es? Meine Herren, es ist offensichtlich, dass dies der Widerstandswert ist, den ein Leiter von 1 Meter Länge und einer Querschnittsfläche von 1 m 2 haben wird. Wie sieht es mit seiner Größe aus? Drücken wir es anhand der Formel aus:
Der Wert ist tabellarisch und abhängig von Leitermaterial.
Somit sind wir problemlos zum zweiten Punkt unserer Liste übergegangen. Ja, zwei Leiter gleicher Form und Größe, aber aus unterschiedlichen Materialien haben einen unterschiedlichen Widerstand. Und das liegt allein daran, dass sie unterschiedliche Leiterwiderstände haben. Hier ist eine Tabelle mit dem Wert des spezifischen Widerstands ρ für einige häufig verwendete Materialien.
Meine Herren, wir sehen, dass Silber den geringsten Widerstand gegen elektrischen Strom hat, während Dielektrika im Gegenteil einen sehr hohen Widerstand haben. Das ist verständlich. Dielektrika sind aus diesem Grund Dielektrika, um keinen Strom zu leiten.
Mithilfe der von mir bereitgestellten Platte (oder von Google, falls das erforderliche Material nicht vorhanden ist) können Sie jetzt ganz einfach einen Draht mit dem erforderlichen Widerstand berechnen oder abschätzen, welchen Widerstand Ihr Draht bei einer bestimmten Querschnittsfläche und Länge haben wird.
Ich erinnere mich, dass es in meiner Ingenieurspraxis einen ähnlichen Fall gab. Wir haben eine leistungsstarke Anlage zur Stromversorgung einer Laserpumplampe gebaut. Die Kraft dort war einfach verrückt. Und um all diese Energie zu absorbieren, falls „etwas schief geht“, wurde beschlossen, einen 1-Ohm-Widerstand aus einem zuverlässigen Draht herzustellen. Warum genau 1 Ohm und wo genau es verbaut wurde, darauf gehen wir jetzt nicht ein. Dies ist ein Gespräch für einen völlig anderen Artikel. Es genügt zu wissen, dass dieser Widerstand Dutzende Megawatt Leistung und Dutzende Kilojoule Energie absorbieren sollte, wenn etwas passiert, und es wäre wünschenswert, am Leben zu bleiben. Nachdem ich die Listen der verfügbaren Materialien studiert hatte, entschied ich mich für zwei: Nichrom und Fechral. Sie waren hitzebeständig, hielten hohen Temperaturen stand und hatten zudem einen relativ hohen spezifischen elektrischen Widerstand, was es einerseits ermöglichte, nicht sehr dünn (sie würden sofort durchbrennen) und nicht sehr lange (man hatte) zu halten um in vernünftige Abmessungen zu passen) Drähte, und auf der anderen Seite - erhalten Sie die erforderlichen 1 Ohm. Als Ergebnis iterativer Berechnungen und Analysen von Marktvorschlägen für die russische Drahtindustrie (so der Begriff) habe ich mich schließlich für fechral entschieden. Es stellte sich heraus, dass der Draht einen Durchmesser von mehreren Millimetern und eine Länge von mehreren Metern haben sollte. Ich werde keine genauen Zahlen nennen, sie werden nur wenige von Ihnen interessieren, und ich bin zu faul, in den Tiefen des Archivs nach diesen Berechnungen zu suchen. Die Überhitzung des Drahtes wurde in diesem Fall auch berechnet (anhand thermodynamischer Formeln), wenn tatsächlich mehrere Dutzend Kilojoule Energie durch ihn geleitet würden. Es stellte sich heraus, dass es ein paar hundert Grad waren, was uns gefiel.
Abschließend möchte ich sagen, dass diese selbstgebauten Widerstände hergestellt wurden und Tests erfolgreich bestanden haben, was die Richtigkeit der angegebenen Formel bestätigt.
Allerdings ließen wir uns zu sehr von lyrischen Exkursen über Fälle aus dem Leben mitreißen und vergaßen völlig, dass wir auch die Abhängigkeit des elektrischen Widerstands von der Temperatur berücksichtigen müssen.
Lassen Sie uns spekulieren – wie theoretisch es davon abhängen kann Leiterwiderstand in Abhängigkeit von der Temperatur? Was wissen wir über steigende Temperaturen? Zumindest zwei Fakten.
Erste: Mit zunehmender Temperatur beginnen alle Atome der Substanz schneller und mit größerer Amplitude zu schwingen. Dies führt dazu, dass der gerichtete Strom geladener Teilchen häufiger und stärker mit stationären Teilchen kollidiert. Es ist eine Sache, durch eine Menschenmenge zu kommen, in der alle stehen, und eine ganz andere, durch eine Menschenmenge zu kommen, in der alle wie verrückt herumrennen. Dadurch nimmt die durchschnittliche Geschwindigkeit der Richtungsbewegung ab, was einer Abnahme der Stromstärke gleichkommt. Nun, das heißt, zu einer Erhöhung des Stromwiderstands des Leiters.
Zweite: Mit steigender Temperatur nimmt die Anzahl der freien geladenen Teilchen pro Volumeneinheit zu. Aufgrund der größeren Amplitude thermischer Schwingungen werden Atome leichter ionisiert. Mehr freie Teilchen – mehr Strom. Das heißt, der Widerstand sinkt.
Insgesamt kämpfen in Stoffen mit steigender Temperatur zwei Prozesse: der erste und der zweite. Die Frage ist, wer gewinnen wird. Die Praxis zeigt, dass bei Metallen oft der erste Prozess gewinnt und bei Elektrolyten der zweite Prozess. Das heißt, der Widerstand eines Metalls steigt mit steigender Temperatur. Und wenn Sie einen Elektrolyten (zum Beispiel Wasser mit einer Kupfersulfatlösung) nehmen, nimmt sein Widerstand mit steigender Temperatur ab.
Es kann Fälle geben, in denen sich der erste und der zweite Prozess vollständig ausgleichen und der Widerstand praktisch unabhängig von der Temperatur ist.
Daher neigt der Widerstand dazu, sich je nach Temperatur zu ändern. Bei Temperatur stehen lassen t 1, es gab Widerstand R 1. Und bei einer Temperatur t 2 wurde R 2. Dann können wir sowohl für den ersten als auch für den zweiten Fall den folgenden Ausdruck schreiben:
Die Größe α, meine Herren, heißt Temperaturkoeffizient des Widerstands. Dieser Koeffizient zeigt relative Widerstandsänderung wenn sich die Temperatur um 1 Grad ändert. Wenn beispielsweise der Widerstand eines Leiters bei 10 Grad 1000 Ohm und bei 11 Grad 1001 Ohm beträgt, dann ist dies in diesem Fall der Fall
Der Wert ist tabellarisch. Nun, das heißt, es hängt davon ab, welche Art von Material vor uns liegt. Für Eisen beispielsweise wird es einen Wert geben und für Kupfer einen anderen. Es ist klar, dass im Fall von Metallen (Widerstand steigt mit steigender Temperatur) α>0
, und im Falle von Elektrolyten (Widerstand nimmt mit steigender Temperatur ab) α<0.
Meine Herren, für die heutige Lektion haben wir bereits zwei Größen, die den resultierenden Widerstand des Leiters beeinflussen und gleichzeitig davon abhängen, was für ein Material er vor uns hat. Dies sind ρ, der spezifische Widerstand des Leiters, und α, der Temperaturkoeffizient des Widerstands. Es ist logisch, zu versuchen, sie zusammenzubringen. Und das taten sie! Was ist am Ende passiert? Und hier ist es:
Der Wert von ρ 0 ist nicht ganz eindeutig. Dies ist der Widerstandswert des Leiters bei Δt=0. Und da er nicht an bestimmte Zahlen gebunden ist, sondern vollständig von uns – den Nutzern – bestimmt wird, ist ρ auch ein relativer Wert. Er entspricht dem Wert des spezifischen Widerstands des Leiters bei einer bestimmten Temperatur, die wir als Nullbezugspunkt nehmen.
Meine Herren, es stellt sich die Frage: Wo soll das verwendet werden? Und zum Beispiel bei Thermometern. Beispielsweise gibt es solche Widerstandsthermometer aus Platin. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass wir den Widerstand eines Platindrahtes messen (wie wir jetzt herausgefunden haben, hängt er von der Temperatur ab). Dieser Draht ist ein Temperatursensor. Und anhand des gemessenen Widerstands können wir auf die Umgebungstemperatur schließen. Der Vorteil dieser Thermometer liegt darin, dass Sie damit in einem sehr weiten Temperaturbereich arbeiten können. Sagen wir bei Temperaturen von mehreren hundert Grad. Dort werden nur noch wenige Thermometer funktionieren können.
Und noch eine interessante Tatsache: Eine normale Glühlampe hat im ausgeschalteten Zustand einen viel niedrigeren Widerstandswert als im eingeschalteten Zustand. Nehmen wir an, bei einer gewöhnlichen 100-W-Lampe kann der Glühfadenwiderstand im kalten Zustand etwa 50 – 100 Ohm betragen. Während er im Normalbetrieb auf Werte in der Größenordnung von 500 Ohm ansteigt. Der Widerstand erhöht sich fast um das Zehnfache! Aber die Heizung liegt hier bei rund 2000 Grad! Basierend auf den oben genannten Formeln und der Messung des Stroms im Netzwerk können Sie übrigens versuchen, die Temperatur des Filaments genauer abzuschätzen. Wie? Denke selbst. Das heißt, wenn Sie die Lampe einschalten, fließt zunächst ein Strom durch sie, der um ein Vielfaches höher ist als der Betriebsstrom, insbesondere wenn der Einschaltmoment auf den Höhepunkt der Sinuswelle in der Fassung fällt. Allerdings ist der Widerstand nur für kurze Zeit niedrig, bis sich die Lampe erwärmt. Dann normalisiert sich alles wieder und der Strom normalisiert sich. Solche Stromstöße sind jedoch einer der Gründe dafür, dass Lampen beim Einschalten oft durchbrennen.
Ich schlage vor, hier zum Schluss zu kommen, meine Herren. Der Artikel ist etwas länger als üblich geworden. Ich hoffe, du bist nicht zu müde. Viel Glück euch allen und wir sehen uns wieder!
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6.2. Elektrischer Widerstand von Leitern. Änderungen des Leiterwiderstands in Abhängigkeit von Temperatur und Druck. Supraleitung
Aus dem Ausdruck geht klar hervor, dass die elektrische Leitfähigkeit von Leitern und folglich der elektrische Widerstand und der elektrische Widerstand vom Material des Leiters und seinem Zustand abhängen. Der Zustand des Leiters kann sich in Abhängigkeit von verschiedenen äußeren Druckfaktoren (mechanische Belastungen, äußere Kräfte, Druck, Zug usw., also Faktoren, die die Kristallstruktur metallischer Leiter beeinflussen) und der Temperatur ändern.
Der elektrische Widerstand von Leitern (Widerstand) hängt von Form, Größe, Material des Leiters, Druck und Temperatur ab:
Dabei wird die experimentell festgestellte Abhängigkeit des elektrischen Widerstands von Leitern und des Widerstands von Leitern von der Temperatur durch lineare Gesetze beschrieben:
; (6.22)
, (6.23)
wobei t und o, R t und R o jeweils spezifische Widerstände und Leiterwiderstände bei t = 0 o C sind;
oder
.
(6.24)
Aus Formel (6.23) wird die Temperaturabhängigkeit des Widerstands von Leitern durch die Beziehungen bestimmt:
,
(6.25)
wobei T die thermodynamische Temperatur ist.
G 
Die Abhängigkeit des Leiterwiderstands von der Temperatur ist in Abbildung 6.2 dargestellt. Ein Diagramm der Abhängigkeit des spezifischen Widerstands von Metallen von der absoluten Temperatur T ist in Abbildung 6.3 dargestellt.
MIT 
Nach der klassischen elektronischen Metalltheorie bewegen sich Elektronen in einem idealen Kristallgitter (idealer Leiter) ohne elektrischen Widerstand ( = 0). Aus Sicht moderner Konzepte sind Fremdverunreinigungen und Defekte im Kristallgitter sowie die thermische Bewegung von Metallatomen, deren Amplitude von der Temperatur abhängt, die Gründe für das Auftreten des elektrischen Widerstands in Metallen.
Die Regel von Matthiessen besagt, dass die Abhängigkeit des elektrischen Widerstands von der Temperatur (T) eine komplexe Funktion ist, die aus zwei unabhängigen Termen besteht:
,
(6.26)
wobei ost – Restwiderstand;
id ist der ideale spezifische Widerstand des Metalls, der dem Widerstand eines absolut reinen Metalls entspricht und nur durch die thermischen Schwingungen der Atome bestimmt wird.
Basierend auf den Formeln (6.25) sollte der spezifische Widerstand eines idealen Metalls gegen Null tendieren, wenn T 0 (Kurve 1 in Abb. 6.3). Der spezifische Widerstand als Funktion der Temperatur ist jedoch die Summe der unabhängigen Terme id und rest. Aufgrund des Vorhandenseins von Verunreinigungen und anderen Defekten im Kristallgitter des Metalls tendiert der spezifische Widerstand (T) mit abnehmender Temperatur zu einem konstanten Endwert res (Kurve 2 in Abb. 6.3). Manchmal überschreitet sie das Minimum und steigt bei weiterem Temperaturabfall leicht an (Kurve 3 in Abb. 6.3). Der Wert des Restwiderstands hängt vom Vorhandensein von Defekten im Gitter und dem Gehalt an Verunreinigungen ab und nimmt mit zunehmender Konzentration zu. Wenn die Anzahl der Verunreinigungen und Defekte im Kristallgitter auf ein Minimum reduziert wird, bleibt ein weiterer Faktor übrig, der den spezifischen elektrischen Widerstand von Metallen beeinflusst – die thermische Schwingung von Atomen, die laut Quantenmechanik auch beim absoluten Nullpunkt nicht aufhört Temperatur. Durch diese Schwingungen ist das Gitter nicht mehr ideal und es entstehen im Raum wechselnde Kräfte, deren Wirkung zur Streuung von Elektronen führt, d.h. Entstehung von Widerstand.
Anschließend wurde entdeckt, dass der Widerstand einiger Metalle (Al, Pb, Zn usw.) und ihrer Legierungen bei niedrigen Temperaturen T (0,1420 K), die als kritisch bezeichnet werden und für jeden Stoff charakteristisch sind, abrupt auf Null abnimmt, d. h . das Metall wird zum absoluten Leiter. Dieses als Supraleitung bezeichnete Phänomen wurde erstmals 1911 von G. Kamerlingh Onnes für Quecksilber entdeckt. Es wurde festgestellt, dass Quecksilber bei T = 4,2 K offenbar seine Widerstandsfähigkeit gegenüber elektrischem Strom vollständig verliert. Der Widerstandsabfall erfolgt sehr stark im Bereich von mehreren Hundertstel Grad. In der Folge wurde bei anderen Reinstoffen und vielen Legierungen ein Widerstandsverlust beobachtet. Die Übergangstemperaturen in den supraleitenden Zustand variieren, sind jedoch immer sehr niedrig.
Durch Erregen eines elektrischen Stroms in einem Ring aus supraleitendem Material (z. B. durch elektromagnetische Induktion) kann man beobachten, dass seine Stärke über mehrere Jahre hinweg nicht abnimmt. Dadurch können wir die Obergrenze des spezifischen Widerstands von Supraleitern (weniger als 10 -25 Ohmm) ermitteln, die viel geringer ist als der spezifische Widerstand von Kupfer bei niedrigen Temperaturen (10 -12 Ohmm). Daher geht man davon aus, dass der elektrische Widerstand von Supraleitern Null ist. Der Widerstand vor dem Übergang in den supraleitenden Zustand kann sehr unterschiedlich sein. Viele der Supraleiter haben bei Raumtemperatur einen relativ hohen Widerstand. Der Übergang in den supraleitenden Zustand erfolgt immer sehr abrupt. In reinen Einkristallen nimmt es einen Temperaturbereich von weniger als einem Tausendstel Grad ein.
MIT 
Unter den Reinstoffen weisen Aluminium, Cadmium, Zink, Indium und Gallium Supraleitung auf. Bei der Untersuchung stellte sich heraus, dass die Struktur des Kristallgitters, die Homogenität und Reinheit des Materials einen wesentlichen Einfluss auf die Art des Übergangs in den supraleitenden Zustand haben. Dies ist beispielsweise in Abbildung 6.4 zu sehen, die experimentelle Kurven des Übergangs in den supraleitenden Zustand von Zinn unterschiedlicher Reinheit zeigt (Kurve 1 – einkristallines Zinn; 2 – polykristallines Zinn; 3 – polykristallines Zinn mit Verunreinigungen).
Im Jahr 1914 entdeckte K. Onnes, dass der supraleitende Zustand durch ein Magnetfeld bei der magnetischen Induktion zerstört wird B einen kritischen Wert überschreitet. Der kritische Wert der Induktion hängt vom Supraleitermaterial und der Temperatur ab. Das kritische Feld, das die Supraleitung zerstört, kann auch durch den supraleitenden Strom selbst erzeugt werden. Daher gibt es eine kritische Stromstärke, bei der die Supraleitung zerstört wird.
1933 entdeckten Meissner und Ochsenfeld, dass es im Inneren eines supraleitenden Körpers kein Magnetfeld gab. Wenn ein Supraleiter, der sich in einem externen konstanten Magnetfeld befindet, abgekühlt wird, wird das Magnetfeld im Moment des Übergangs in den supraleitenden Zustand vollständig aus seinem Volumen verdrängt. Dies unterscheidet einen Supraleiter von einem idealen Leiter, bei dem die Magnetfeldinduktion im Volumen unverändert bleiben muss, wenn der spezifische Widerstand auf Null sinkt. Das Phänomen der Verschiebung eines Magnetfelds aus dem Volumen eines Leiters wird Meissner-Effekt genannt. Der Meissner-Effekt und das Fehlen eines elektrischen Widerstands sind die wichtigsten Eigenschaften eines Supraleiters.
Das Fehlen eines Magnetfelds im Volumen eines Leiters lässt aus den allgemeinen Gesetzen des Magnetfelds den Schluss zu, dass in ihm nur ein Oberflächenstrom existiert. Es ist physikalisch real und nimmt daher eine dünne Schicht nahe der Oberfläche ein. Das Magnetfeld des Stroms zerstört das äußere Magnetfeld im Inneren des Leiters. In dieser Hinsicht verhält sich ein Supraleiter formal wie ein idealer Diamagnet. Es ist jedoch nicht diamagnetisch, da seine innere Magnetisierung (Magnetisierungsvektor) Null ist.
Es gibt nur wenige reine Substanzen, bei denen das Phänomen der Supraleitung beobachtet wird. Supraleitung wird am häufigsten in Legierungen beobachtet. In reinen Substanzen tritt nur der Meissner-Effekt auf, und in Legierungen wird das Magnetfeld nicht vollständig aus dem Volumen verdrängt (ein teilweiser Meissner-Effekt wird beobachtet).
Stoffe, bei denen der volle Meissner-Effekt beobachtet wird, nennt man Supraleiter erster Art, die Teilstoffe nennt man Supraleiter zweiter Art.
Supraleiter des zweiten Typs weisen in ihrem Volumen kreisförmige Ströme auf, die ein Magnetfeld erzeugen, das jedoch nicht das gesamte Volumen ausfüllt, sondern in Form einzelner Filamente darin verteilt ist. Der Widerstand ist wie bei Supraleitern vom Typ I gleich Null.
Supraleitung ist ihrer physikalischen Natur nach die Supraflüssigkeit einer aus Elektronen bestehenden Flüssigkeit. Superfluidität entsteht durch die Unterbrechung des Energieaustauschs zwischen der supraflüssigen Komponente der Flüssigkeit und ihren anderen Teilen, was zum Verschwinden der Reibung führt. Wesentlich ist in diesem Fall die Möglichkeit der „Kondensation“ von Flüssigkeitsmolekülen auf dem niedrigsten Energieniveau, das von anderen Niveaus durch eine ziemlich große Energielücke getrennt ist, die Wechselwirkungskräfte nicht überwinden können. Aus diesem Grund wurde die Interaktion deaktiviert. Um viele Teilchen auf der untersten Ebene finden zu können, ist es notwendig, dass sie der Bose-Einstein-Statistik gehorchen, d. h. hatte einen ganzzahligen Spin.
Elektronen gehorchen der Fermi-Dirac-Statistik und können daher nicht auf dem niedrigsten Energieniveau „kondensieren“ und eine superflüssige Elektronenflüssigkeit bilden. Die Abstoßungskräfte zwischen Elektronen werden durch die Anziehungskräfte der positiven Ionen des Kristallgitters weitgehend kompensiert. Aufgrund der thermischen Schwingungen der Atome an den Knotenpunkten des Kristallgitters kann jedoch eine Anziehungskraft zwischen den Elektronen entstehen und diese verbinden sich dann zu Paaren. Elektronenpaare verhalten sich wie Teilchen mit ganzzahligem Spin, d. h. Befolgen Sie die Bose-Einstein-Statistik. Sie können kondensieren und einen Strom supraflüssiger Flüssigkeit aus Elektronenpaaren bilden, der einen supraleitenden elektrischen Strom bildet. Oberhalb des niedrigsten Energieniveaus gibt es eine Energielücke, die das Elektronenpaar aufgrund der Wechselwirkungsenergie mit anderen Ladungen nicht überwinden kann, d. h. kann seinen Energiezustand nicht ändern. Daher gibt es keinen elektrischen Widerstand.
Die Möglichkeit der Bildung von Elektronenpaaren und deren Superfluidität wird durch die Quantentheorie erklärt.
Der praktische Einsatz supraleitender Materialien (in den Wicklungen supraleitender Magnete, in Computerspeichersystemen usw.) ist aufgrund ihrer niedrigen kritischen Temperaturen schwierig. Derzeit wurden keramische Materialien entdeckt, die bei Temperaturen über 100 K Supraleitung zeigen (Hochtemperatursupraleiter), und werden aktiv untersucht. Das Phänomen der Supraleitung wird durch die Quantentheorie erklärt.
Die Abhängigkeit des Leiterwiderstands von Temperatur und Druck wird in der Technik zur Messung von Temperaturen (Widerstandsthermometer) und großen, sich schnell ändernden Drücken (elektrische Dehnungsmessstreifen) genutzt.
Im SI-System wird der elektrische Widerstand von Leitern in Ohmm und der Widerstand in Ohm gemessen. Ein Ohm ist der Widerstand eines Leiters, in dem bei einer Spannung von 1 V ein Gleichstrom von 1 A fließt.
Die elektrische Leitfähigkeit ist eine durch die Formel bestimmte Größe
. (6.27)
Die SI-Einheit der Leitfähigkeit ist Siemens. Ein Siemens (1 cm) – die Leitfähigkeit eines Stromkreisabschnitts mit einem Widerstand von 1 Ohm.
Bei Erwärmung nimmt sie zu, da mit zunehmender Temperatur die Bewegungsgeschwindigkeit der Atome im Leitermaterial zunimmt. Der spezifische Widerstand von Elektrolyten und Kohle nimmt dagegen beim Erhitzen ab, da in diesen Materialien neben der Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit von Atomen und Molekülen auch die Zahl der freien Elektronen und Ionen pro Volumeneinheit zunimmt.
Einige Legierungen, die mehr als ihre Metallbestandteile enthalten, ändern ihren spezifischen Widerstand beim Erhitzen fast nicht (Konstantan, Manganin usw.). Dies wird durch die unregelmäßige Struktur der Legierungen und die kurze mittlere freie Weglänge der Elektronen erklärt.
Der Wert, der die relative Zunahme des Widerstands angibt, wenn das Material um 1° erhitzt wird (oder abnimmt, wenn das Material um 1° abgekühlt wird), wird als bezeichnet.
Wenn der Temperaturkoeffizient mit α bezeichnet wird, der spezifische Widerstand bei to = 20 o mit ρ o, dann ist, wenn das Material auf eine Temperatur t1 erhitzt wird, sein spezifischer Widerstand p1 = ρ o + αρ o (t1 - to) = ρ o(1 + (α (t1 -to))
und dementsprechend R1 = Ro (1 + (α (t1 - to))
Der Temperaturkoeffizient a für Kupfer, Aluminium und Wolfram beträgt 0,004 1/Grad. Daher erhöht sich ihr Widerstand bei einer Erwärmung um 100° um 40 %. Für Eisen α = 0,006 1/Grad, für Messing α = 0,002 1/Grad, für Fechral α = 0,0001 1/Grad, für Nichrom α = 0,0002 1/Grad, für Konstantan α = 0,00001 1/Grad, für Manganin α = 0,00004 1/Grad. Kohle und Elektrolyte haben einen negativen Temperaturkoeffizienten. Der Temperaturkoeffizient für die meisten Elektrolyte beträgt etwa 0,02 1/Grad.
Die Eigenschaft von Leitern, ihren Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur zu ändern, wird genutzt Widerstandsthermometer. Durch die Widerstandsmessung wird die Umgebungstemperatur rechnerisch ermittelt. Für die Herstellung von Shunts und Zusatzwiderständen für Messgeräte werden Konstantan, Manganin und andere Legierungen mit einem sehr kleinen Wiverwendet.
Beispiel 1. Wie ändert sich der Widerstand Ro eines Eisendrahtes, wenn er auf 520 °C erhitzt wird? Der Temperaturkoeffizient a von Eisen beträgt 0,006 1/Grad. Gemäß der Formel R1 = Ro + Ro α (t1 - to) = Ro + Ro 0,006 (520 - 20) = 4Ro, d. h. der Widerstand des Eisendrahtes erhöht sich bei einer Erwärmung um 520° um das Vierfache.
Beispiel 2. Aluminiumdrähte haben bei einer Temperatur von -20° einen Widerstand von 5 Ohm. Es ist notwendig, ihren Widerstand bei einer Temperatur von 30 °C zu bestimmen.
R2 = R1 - αR1 (t2 - t1) = 5 + 0,004 x 5 (30 - (-20)) = 6 Ohm.
Die Eigenschaft von Materialien, bei Erwärmung oder Abkühlung ihren elektrischen Widerstand zu ändern, wird zur Messung von Temperaturen genutzt. Also, thermischer Widerstand Das sind in Quarz eingeschmolzene Drähte aus Platin oder reinem Nickel, mit denen Temperaturen von -200 bis +600° gemessen werden. Wärmewiderstände von Halbleitern mit einem großen negativen Koeffizienten werden verwendet, um Temperaturen in engeren Bereichen genau zu bestimmen.
Wärmewiderstände von Halbleitern, die zur Messung von Temperaturen verwendet werden, werden Thermistoren genannt.
Thermistoren haben einen hohen negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstands, d. h. bei Erwärmung nimmt ihr Widerstand ab. Hergestellt aus oxidischen (Oxidations-)Halbleitermaterialien, die aus einer Mischung von zwei oder drei Metalloxiden bestehen. Am gebräuchlichsten sind Kupfer-Mangan- und Kobalt-Mangan-Thermistoren. Letztere sind temperaturempfindlicher.
Als wir über das Ohmsche Gesetz (§ 1.7) sprachen, betonten wir die Forderung, dass physikalische Bedingungen wie Temperatur und Druck konstant bleiben müssen. Tatsache ist, dass der Widerstand von Leitern normalerweise von der Temperatur abhängt:
Der Widerstand von Metalldrähten steigt mit der Erwärmung.
Bei Kupferdrähten führt jede Temperaturerhöhung um 2,5 °C zu einer Erhöhung des Widerstands um etwa 1 % (ein Hundertstel ihres ursprünglichen Widerstands), oder der Widerstand erhöht sich um 0,4 % pro Temperaturerhöhung um 1 °C. Die oben angegebenen Widerstandswerte entsprechen einer Temperatur von 20 °C.
Angenommen, Sie möchten den spezifischen Widerstand von Kupfer bei einer Temperatur von 45 °C bestimmen.
Wir wissen, dass er bei 20 °C 0,0178 Ohm pro 1 m Länge bei einem Querschnitt von 1 mm2 entsprach. Wir wissen, dass es alle 2,5° um 1% zunimmt, d.h.
Die neue Temperatur überschreitet 20°C um 25°C.
Das bedeutet, dass der gewünschte spezifische Widerstand 10 % größer als 0,0178 ist: Der spezifische Widerstand bei 45° entspricht Ohm pro 1 m bei einem Querschnitt von 1 mm2.
Die Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur wird häufig zur Bestimmung der Temperatur von Kupferdrähten in elektrischen Maschinen genutzt.
Die gleiche Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur wird bei der Konstruktion elektrischer Thermometer verwendet, die auf der Messung des Widerstands eines Drahtstücks (oft in Form einer Spirale gewickelt) basieren, das sich in dem Raum befindet, dessen Temperatur bestimmt werden soll.
Mit dieser Art der Temperaturmessung ist es einfach, die Beobachtung der Temperatur verschiedener Teile des Raums (z. B. in Kühlschränken) oder verschiedener Teile von Industrieanlagen an einem Ort zu konzentrieren.
In diesem Fall können Sie ein Einzelzeigermessgerät verwenden, indem Sie den Schalter in verschiedene Positionen bringen: Mit jeder neuen Position werden Drahtspiralen, die sich beispielsweise auf verschiedenen Etagen des Kühlschranks befinden, zur Messung eingeschaltet.
Beispiel 2. Der Wicklungswiderstand einer elektrischen Maschine bei 20 °C betrug 60 Ohm. Nach einer Stunde Betrieb der Maschine stieg der Wicklungswiderstand auf 69,6 Ohm. Bestimmen Sie, wie heiß die Wicklung ist, wenn sich der Widerstand bei jedem Temperaturanstieg um 10 °C um 4 % erhöht. ,
Zunächst suchen wir, um wie viel Prozent der Widerstand zugenommen hat:
Nun können wir leicht feststellen, dass die Temperatur um 40° C angestiegen ist, d. h. sie betrug 20 + 40 = 60° C.
Nun stellt sich natürlich die Frage: Ändert sich der Widerstand elektrischer Lampen, wenn der Glühfaden darin erhitzt wird? Antwort: Ja, natürlich ist der Glühfadenwiderstand einer kalten Lampe geringer als der Widerstand im Betriebszustand. Darauf bezog sich unsere Anmerkung in § 1.7.
Wir stellen lediglich fest, dass die Nichtlinearität der Kennlinie sehr oft durch rein elektrische Phänomene erklärt wird. Dies ist bei einem Varistor der Fall, dessen Eigenschaften in Abb. dargestellt sind. 1.14.
Bei einer Reihe von Messgeräten und Sondergeräten wird häufig gefordert, dass sich ihr Widerstand mit der Temperatur nicht ändert. Für solche Produkte wurden Legierungen entwickelt, deren Beständigkeit praktisch unabhängig von der Temperatur ist.
Von diesen Legierungen werden am häufigsten Manganin und Konstantan verwendet.
Viele Leiter verändern ihren Widerstand merklich, wenn sie gedehnt oder gestaucht werden. Diese Eigenschaft von Leitern hat auch eine wichtige technische Anwendung gefunden: Heutzutage werden Drücke und kleine Bewegungen, die beispielsweise bei Belastungen von Balken, Schienen, Maschinenteilen usw. entstehen, häufig anhand der Änderungen des elektrischen Widerstands speziell hergestellter Elemente beurteilt.
Leiterteilchen (Moleküle, Atome, Ionen), die nicht an der Strombildung beteiligt sind, befinden sich in thermischer Bewegung, und Teilchen, die den Strom bilden, befinden sich unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes gleichzeitig in thermischer und gerichteter Bewegung. Dadurch kommt es zu zahlreichen Kollisionen zwischen Teilchen, die den Strom bilden, und Teilchen, die nicht an seiner Entstehung beteiligt sind, wobei erstere einen Teil der Energie abgeben, die sie von der Stromquelle an letztere transportieren. Je mehr Kollisionen, desto geringer ist die Geschwindigkeit der geordneten Bewegung der Teilchen, die den Strom bilden. Wie aus der Formel ersichtlich ist I = enνS, eine Verringerung der Geschwindigkeit führt zu einer Verringerung des Stroms. Eine skalare Größe, die die Eigenschaft eines Leiters charakterisiert, den Strom zu reduzieren, wird genannt Leiterwiderstand. Aus der Formel des Ohmschen Gesetzes, Widerstand 
Ohm ist der Widerstand des Leiters, in dem ein starker Strom fließt 1 a mit einer Spannung an den Enden des Leiters von 1 V.
Der Widerstand eines Leiters hängt von seiner Länge l, seinem Querschnitt S und dem Material ab, das durch den spezifischen Widerstand gekennzeichnet ist 
Je länger der Leiter ist, desto mehr Kollisionen pro Zeiteinheit bilden die Partikel, die den Strom bilden, mit Partikeln, die nicht an seiner Bildung beteiligt sind, und desto größer ist daher der Widerstand des Leiters. Je kleiner der Querschnitt des Leiters ist, desto dichter ist der Strom der Partikel, die den Strom bilden, und desto häufiger kollidieren sie mit Partikeln, die nicht an seiner Bildung beteiligt sind, und desto größer ist daher der Widerstand des Leiters.
Unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes werden die Teilchen, die den Strom bilden, zwischen den Kollisionen beschleunigt und erhöhen ihre kinetische Energie aufgrund der Energie des Feldes. Beim Zusammenstoß mit Teilchen, die keinen Strom bilden, übertragen sie einen Teil ihrer kinetischen Energie auf diese. Dadurch erhöht sich die innere Energie des Leiters, was sich äußerlich in seiner Erwärmung bemerkbar macht. Betrachten wir, ob sich der Widerstand eines Leiters ändert, wenn er erhitzt wird.
Der Stromkreis enthält eine Spule aus Stahldraht (Schnur, Abb. 81, a). Nachdem wir den Stromkreis geschlossen haben, beginnen wir, den Draht zu erhitzen. Je mehr wir es erhitzen, desto weniger Strom zeigt das Amperemeter an. Seine Abnahme erfolgt, weil beim Erhitzen von Metallen ihr Widerstand zunimmt. Somit beträgt der Widerstand eines Haares einer elektrischen Glühbirne, wenn diese nicht leuchtet, ungefähr 20 Ohm, und wenn es brennt (2900 °C) – 260 Ohm. Beim Erhitzen eines Metalls nehmen die thermische Bewegung der Elektronen und die Schwingungsgeschwindigkeit der Ionen im Kristallgitter zu, wodurch die Anzahl der Kollisionen von Elektronen, die mit Ionen einen Strom bilden, zunimmt. Dadurch erhöht sich der Leiterwiderstand*. In Metallen sind unfreie Elektronen sehr fest an Ionen gebunden, sodass sich die Anzahl der freien Elektronen beim Erhitzen von Metallen praktisch nicht ändert.
* (Basierend auf der elektronischen Theorie ist es unmöglich, ein genaues Gesetz für die Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur abzuleiten. Ein solches Gesetz wird durch die Quantentheorie aufgestellt, in der ein Elektron als Teilchen mit Welleneigenschaften betrachtet wird und die Bewegung eines Leitungselektrons durch ein Metall als Ausbreitungsprozess elektronischer Wellen betrachtet wird, deren Länge bestimmt wird durch die De-Broglie-Relation.)
Experimente zeigen, dass sich ihr Widerstand ungleichmäßig ändert, wenn sich die Temperatur von Leitern aus unterschiedlichen Substanzen um die gleiche Gradzahl ändert. Wenn zum Beispiel ein Kupferleiter einen Widerstand hätte 1 Ohm, dann nach dem Erhitzen auf 1°C er wird Widerstand leisten 1,004 Ohm, und Wolfram - 1,005 Ohm. Um die Abhängigkeit des Widerstands eines Leiters von seiner Temperatur zu charakterisieren, wurde eine Größe eingeführt, die als Temperaturkoeffizient des Widerstands bezeichnet wird. Eine skalare Größe, die anhand der Widerstandsänderung eines Leiters in 1 Ohm gemessen wird, gemessen bei 0 °C, ausgehend von einer Temperaturänderung um 1 °C, wird als Temperaturkoeffizient des Widerstands α bezeichnet. Für Wolfram ist dieser Koeffizient also gleich 0,005 Grad -1, für Kupfer - 0,004 Grad -1. Der Temperaturkoeffizient des Widerstands hängt von der Temperatur ab. Bei Metallen ändert sich die Temperatur kaum. Für einen kleinen Temperaturbereich gilt sie für ein gegebenes Material als konstant.
Lassen Sie uns eine Formel herleiten, die den Widerstand eines Leiters unter Berücksichtigung seiner Temperatur berechnet. Nehmen wir das an R0- Leiterwiderstand bei 0°C, wenn es auf erhitzt wird 1°C es wird um steigen αR 0, und wenn es erhitzt wird t°- An αRt° und es wird R = R 0 + αR 0 t°, oder
Die Abhängigkeit des Widerstands von Metallen von der Temperatur wird beispielsweise bei der Herstellung von Spiralen für elektrische Heizgeräte und Lampen berücksichtigt: Aus ihrem Widerstand im erhitzten Zustand werden die Länge des Spiraldrahtes und der zulässige Strom berechnet. Die Abhängigkeit des Widerstands von Metallen von der Temperatur wird in Widerstandsthermometern genutzt, mit denen die Temperatur von Wärmekraftmaschinen, Gasturbinen, Metall in Hochöfen usw. gemessen wird. Dieses Thermometer besteht aus einer dünnen Spirale aus Platin (Nickel, Eisen). auf einem Porzellanrahmen montiert und in einer Schutzhülle untergebracht. Seine Enden sind mit einem Stromkreis mit einem Amperemeter verbunden, dessen Skala in Temperaturgraden unterteilt ist. Wenn sich die Spule erwärmt, nimmt der Strom im Stromkreis ab, wodurch sich die Nadel des Amperemeters bewegt, die die Temperatur anzeigt.
Der Kehrwert des Widerstands eines bestimmten Abschnitts oder Stromkreises wird aufgerufen elektrische Leitfähigkeit des Leiters(elektrische Leitfähigkeit). Elektrische Leitfähigkeit eines Leiters Je höher die Leitfähigkeit eines Leiters, desto geringer ist sein Widerstand und desto besser leitet er den Strom. Name der elektrischen Leitfähigkeitseinheit 
Leitfähigkeitswiderstand des Leiters 1 Ohm angerufen Siemens.
Mit sinkender Temperatur nimmt der Widerstand von Metallen ab. Es gibt jedoch Metalle und Legierungen, deren Widerstand bei einer für jedes Metall und jede Legierung spezifischen niedrigen Temperatur stark abnimmt und verschwindend klein wird – fast gleich Null (Abb. 81, b). Kommen Supraleitung- Der Leiter hat praktisch keinen Widerstand und der in ihm angeregte Strom bleibt lange bestehen, während sich der Leiter auf supraleitender Temperatur befindet (in einem der Experimente wurde der Strom mehr als ein Jahr lang beobachtet). Beim Durchlaufen einer Stromdichte durch einen Supraleiter 1200 a/mm² Es wurde keine Wärmeabgabe beobachtet. Einwertige Metalle, die die besten Stromleiter sind, gehen bis zu den extrem niedrigen Temperaturen, bei denen die Experimente durchgeführt wurden, nicht in einen supraleitenden Zustand über. Beispielsweise wurde in diesen Experimenten Kupfer auf abgekühlt 0,0156°K, Gold - bis zu 0,0204° K. Wenn es gelänge, bei gewöhnlichen Temperaturen supraleitende Legierungen zu erhalten, wäre dies für die Elektrotechnik von großer Bedeutung.
Nach modernen Vorstellungen ist der Hauptgrund für die Supraleitung die Bildung gebundener Elektronenpaare. Bei der Temperatur der Supraleitung beginnen Austauschkräfte zwischen freien Elektronen zu wirken, die dazu führen, dass die Elektronen gebundene Elektronenpaare bilden. Ein solches Elektronengas aus gebundenen Elektronenpaaren hat andere Eigenschaften als gewöhnliches Elektronengas – es bewegt sich in einem Supraleiter ohne Reibung an den Knotenpunkten des Kristallgitters.
Aufgabe 24. Zur Herstellung der Spiralen des Elektroherds erhielt die Werkstatt eine Spule aus Nichromdraht, auf deren Etikett stand: „Gewicht 8,2 kg, Λ Durchmesser.“ 0,5 mm". Bestimmen Sie, wie viele Spiralen aus diesem Draht hergestellt werden können, wenn der Widerstand der Spirale, die nicht im Netzwerk enthalten ist, 22 Ohm betragen sollte. Dichte von Nichrom 8200 kg/m3.
Von hier 
Wo S = πr 2 ; S = 3,14*0,0625 mm 2 ≈ 2*10 -7 m 2.
Drahtgewicht m = ρ 1 V, oder m = ρ 1 lS, von hier
Antwort: n = 1250 Spiralen.
Aufgabe 25. Bei einer Temperatur von 20 °C weist der Wolframfaden einer Glühbirne einen Widerstand auf 30 Ohm; wenn Sie es an ein Gleichstromnetz mit Spannung anschließen 220 V Der Strom fließt spiralförmig 0,6 a. Bestimmen Sie die Glühtemperatur des Glühfadens der Glühbirne und die Intensität des stationären elektrischen Feldes im Glühfaden der Lampe bei seiner Länge 550 mm.
Der Widerstand der Spirale bei brennender Lampe wird aus der Formel des Ohmschen Gesetzes für einen Abschnitt des Stromkreises bestimmt:
Dann 
Stationäre Feldstärke in einem Lampenfaden
Antwort: t 0 Г = 2518°C; E = 400 v/m.
