Heißleiter und Kaltleiter:Physik?
warum sinkt beim Heißleiter der Widerstand wenn die Spannung erhört wird und warum steigt sie beim Kaltleiter wenn die Spannung erhöht wird.Das hat ja was mit der Temperaturkoeffizienz zu tun aber warum genau ist das so?
Danke im Voraus!
3 Antworten
Das hat was mit der atomaren Struktur zu tun.
Bei Heißleitern sind die Ladungsträger zu den Gittern nur leicht bzw. locker gebunden. Wenn wir die Temperatur erhöhen, dann führen wir dem Material bzw. den Atomen Energie zu und die Elektronen "lockern" sich noch mehr, sodass ihren Platz am Gitter "leichter" verlassen können. Das führt dann schlussendlich zu einem erhöhten Strom bzw. zu einem verringerten Widerstand.
Bei Kaltleitern ist das Spiel umgekehrt, allerdings von der Funktion her unterschiedlich. Zwar haben auch diese Leiter frei bewegliche Elektronen, allerdings führt eine erhöhte Temperatur jetzt zu einer erhöhten Kollisionsmenge der Elektronen. D.h. die wilde, erhöhte Schwingung der Elektronen hemmen letzten Endes den Stromfluss, wodurch der Widerstand steigt.
Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten von Heiß- und Kaltleitern.
Ein Heißleiter ist ein Material, dessen Widerstand mit steigender Temperatur abnimmt. Wenn also die Spannung erhöht wird, erhöht sich auch die Temperatur des Heißleiters, was zu einem Abfall des Widerstands führt. Dies liegt daran, dass die Erhöhung der Temperatur die Bewegung der Atome im Material erhöht, was zu einer erhöhten Anzahl von freien Elektronen führt, die den Stromfluss erleichtern.
Auf der anderen Seite ist ein Kaltleiter ein Material, dessen Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt. Wenn also die Spannung erhöht wird, erhöht sich auch die Temperatur des Kaltleiters, was zu einem Anstieg des Widerstands führt. Dies liegt daran, dass die Erhöhung der Temperatur die Bewegung der Atome im Material erhöht, was zu einer erhöhten Anzahl von Störstellen führt, die den Stromfluss behindern.
Höhere Spannung -> größerer Strom -> Erwärmung
Im Heißleiter werden mehr Ladungsträger freigesetzt.
Im Kaltleiter wird die Elektronenbewegung durch die Wärmebewegung der Atome behindert.