Как да изчислим съотношението между топлопроводимост и шумова температура

Термичният (Джонсън‑Найквист) шум се генерира от случайното движение на електроните в проводник (мед, алуминий и др.). Този шум се описва чрез шумова температура – стойност, измервана в омове, която характеризира съпротивлението на електроните по време на движение. Топлопроводимостта показва колко бързо топлината се пренася през материала и се измерва в келвини. Съотношението между топлопроводимостта и шумовата температура е важно, тъй като при по‑висока скорост на електроните топлопроводимостта намалява поради увеличеното случайно движение.

Необходими инструменти

• Отвертка с плоска глава
• Отвертка Phillips
• Мултиметър
• Термометър‑сензор (probe thermometer)
• Хартия
• Молив

Стъпки за измерване

1. Изключете захранването към проводника от електрическия панел или изключете кабела от контакта. Ако е необходимо, разглобете клемите с отвертка.
2. Настройте мултиметъра в режим „0 Ω“ (съпротивление). Свържете един щуп към единия край на проводника, а другия – към противоположния край. Запишете показаното съпротивление в омове.
3. Поставете сензора на термометъра върху повърхността на проводника и запишете измерената температура в градуси Фаренхайт.
4. Превърнете температурата от Фаренхайт в Келвин: извадете 32 от стойността, след това разделете полученото число на 1,8 и добавете 273,15. Пример: 70 °F → (70‑32)=38 → 38/1.8≈21,11 → 21,11+273,15≈294,26 K.
5. Изчислете съотношението между топлопроводимостта и шумовата температура, като разделите температурата в Келвин на измереното съпротивление в омове. Пример: при 294,26 K и 10 Ω получаваме 29,4 K/Ω.

Полученото число е индикатор за това колко ефективно проводникът пренася топлина спрямо генерирания термичен шум.