§ 69. Термисторы

Соберем электрическую цепь из источника тока, гальванометра и полупроводника А (рис. 97, а). Сопротивление ненагретого полупроводника велико, в цепи течет ток очень малой силы. Поместив полупроводник над пламенем спиртовки, нагреем его. В процессе нагревание сила тока в цепи увеличивается. Значит, при нагревании полупроводника сопротивление его уменьшается (рис. 97, б). Так, при нагревании на 100°С сопротивление некоторых полупроводников уменьшается в 50 раз. Это объясняется тем, что у них имеется большое число слабосвязанных с ядром атома валентных электронов. При нагревании от сильного теплового колебания атома они теряют с ним связь и становятся свободными, а атомы - ионами. От небольшого нагревания полупроводника число свободных электронов резко возрастает. Это вызывает большее увеличение тока, чем его уменьшение, вызванное увеличением числа столкновений электронов с ионами. В результате сопротивление полупроводника уменьшается, т. е. увеличивается его проводимость.

Рис 97. Зависимость сопротивления полупроводника от температуры

Свойство полупроводников уменьшать свое сопротивление от нагревания используется для изготовления термосопротивлений - термисторов. Изготовлен термистор из полупроводника и помещен в небольшой стеклянный баллончик,- в торцы которого впаяны выводы (рис. 98, а). Диаметр баллончика 2-3 мм, длина 5-7 мм.

Рис. 98. Термистор, полупроводниковый термометр и пусковой реостат

Термисторы используются, например в чувствительных термометрах и пусковых реостатах, в устройствах регулирования температуры. На рис. 98, б показано устройство термистора - полупроводникового термометра. Основной его частью является очень маленький шарик, изготовленный из полупроводниковой смеси и заключенный в очень тонкую теплопроводящую оболочку. В шарик заделаны платиновые проволоки (толщиной с волос), соединенные с чувствительным гальванометром, проградуированным в градусах. При использовании полупроводникового термометра достаточно только прикоснуться к телу больного, чтобы измерить его температуру. В сельском хозяйстве полупроводниковые термометры используются для быстрого измерения температуры почвы в пахотном слое, зерна в зернохранилищах, листьев и корней растений.

При пуске электродвигателей пусковой ток в первый момент иногда во много раз превышает рабочий ток, что может вызвать нарушение изоляции проводов в электродвигателе, а также перегорание предохранителей. Для постепенного увеличения пускового тока применяются полупроводниковые пусковые реостаты, включенные последовательно с электродвигателем (рис. 98, в). Начальный ток этой цепи незначителен из-за большой величины сопротивления такого реостата, который по мере прохождения тока разогревается и сопротивление его постепенно уменьшается. Уменьшение сопротивления вызывает постепенное увеличение силы тока в цепи двигателя.