题目
【简答题】什么是应变效应?什么是压阻效应?什么是横向效应?
【简答题】什么是应变效应?什么是压阻效应?什么是横向效应?
题目解答
答案
应变效应,是指在导体产生机械变形时,它的电阻值相应发生变化。 压阻效应,是指半导体材料在某一轴向受外力作用时,其电阻率ρ发生变化的现象。 横向效应,是指将直的电阻丝绕成敏感栅后,虽然长度不变,应变状态相同,但由于应变片敏感栅的电阻变化较小,因而其灵敏系数k较电阻丝的灵敏系数k0小的现象。
解析
考查要点:本题主要考查对应变效应、压阻效应、横向效应三个物理概念的准确理解与区分。
解题核心:需明确三个效应的定义主体(导体、半导体、应变片结构)及关键变化量(电阻、电阻率、灵敏系数)。
破题关键:
- 应变效应关注导体受机械变形时电阻的变化;
- 压阻效应强调半导体材料在外力作用下电阻率的变化;
- 横向效应聚焦应变片敏感栅结构对灵敏系数的影响。
应变效应
定义:当导体(如金属)受到外力作用发生机械变形时,其内部原子间距改变,导致自由电子的迁移阻力变化,从而使电阻值发生相应改变。
关键点:
- 材料类型:导体(非半导体)。
- 变化量:电阻(而非电阻率)。
- 触发条件:机械变形。
压阻效应
定义:半导体材料在某一轴向受外力作用时,其电阻率ρ会发生显著变化。
关键点:
- 材料类型:半导体(如硅、锗)。
- 变化量:电阻率(材料固有属性)。
- 触发条件:单轴向受力。
横向效应
定义:将直的电阻丝绕成敏感栅后,虽然长度和应变状态未变,但敏感栅的电阻变化量减小,导致灵敏系数k比直电阻丝的灵敏系数k₀降低。
关键点:
- 结构因素:敏感栅的螺旋结构。
- 变化量:灵敏系数k减小。
- 本质原因:弯曲导致局部应变分布不均。