Jak ogrzewanie wpływa na wartość rezystancji

Konkretny odporność metalu po podgrzaniu wzrasta w wyniku wzrostu prędkości ruchu atomów w materiale przewodnika wraz ze wzrostem temperatury. Wręcz przeciwnie, opór elektrolitów i węgla maleje po podgrzaniu, ponieważ w tych materiałach oprócz zwiększenia prędkości ruchu atomów i cząsteczek zwiększa się liczba wolnych elektronów i jonów na jednostkę objętości.

Niektóre stopy o wysokiej opórz ich metali składowych prawie nie zmieniają oporu po podgrzaniu (konstantan, manganin itp.). Wynika to z nieregularnej struktury stopów i małej średniej drogi swobodnej elektronów.

Nazywa się wartość, która wskazuje względny wzrost rezystancji, gdy materiał jest podgrzewany o 1 ° (lub zmniejsza się, gdy jest chłodzony o 1 °). współczynnik temperaturowy oporu.

Jeżeli współczynnik temperaturowy jest oznaczony przez α, rezystancja w se=20О do ρo, to gdy materiał jest podgrzewany do temperatury t1, jego rezystancja wynosi p1 = ρo + αρo (t1 — do) = ρo (1 + (α(t1 — do))

i odpowiednio R1 = Ro (1 + (α(t1 — do))

Współczynnik temperaturowy a dla miedzi, aluminium, wolframu wynosi 0,004 1 / stopień. Dlatego po podgrzaniu do 100 ° ich rezystancja wzrasta o 40%. Dla żelaza α = 0,006 1 / grad, dla mosiądzu α = 0,002 1 / grad, dla fehralu α = 0,0001 1 / grad, dla nichromu α = 0,0002 1 / grad, dla konstantanu α = 0,00001 1 / grad , dla manganiny α = 0,00004 1 / st. Węgiel i elektrolity mają ujemny temperaturowy współczynnik oporu. Współczynnik temperaturowy dla większości elektrolitów wynosi około 0,02 1 / stopień.

Wykorzystywana jest właściwość drutów do zmiany ich rezystancji w zależności od temperatury termometry rezystancyjne... Mierząc rezystancję, temperatura otoczenia jest określana na podstawie obliczeń Stosowane są konstantan, mangan i inne stopy o bardzo niskim temperaturowym współczynniku rezystancji do wykonywania boczników i dodatkowych rezystancji urządzeń pomiarowych.

Przykład 1. Jak zmieni się opór drutu żelaznego Ro po podgrzaniu do 520 °? Współczynnik temperaturowy a żelaza 0,006 1 / st. Zgodnie ze wzorem R1 = Ro + Roα(t1 — do) = Ro + Ro 0,006 (520 — 20) = 4Ro, czyli opór drutu żelaznego po podgrzaniu o 520 ° wzrośnie 4 razy.

Przykład 2. Druty aluminiowe przy -20 ° mają rezystancję 5 omów. Konieczne jest określenie ich odporności w temperaturze 30 °.

R2 = R1 — αR1 (t2 — t1) = 5 + 0,004 x 5 (30 — (-20)) = 6 omów.

Właściwość materiałów do zmiany ich oporu elektrycznego po podgrzaniu lub schłodzeniu jest wykorzystywana do pomiaru temperatury. Tak więc rezystancje termiczne, które są drutami platynowymi lub czystymi niklowymi stopionymi w kwarcu, służą do pomiaru temperatur od -200 do + 600 °.Półprzewodnikowe czujniki RTD z dużym współczynnikiem ujemnym są używane do dokładnego pomiaru temperatury w węższych zakresach.

Półprzewodnikowe czujniki RTD używane do pomiaru temperatury nazywane są termistorami.

Termistory mają wysoki ujemny temperaturowy współczynnik rezystancji, to znaczy po podgrzaniu ich rezystancja maleje. termistory wykonane z tlenkowych (utlenionych) materiałów półprzewodnikowych składających się z mieszaniny dwóch lub trzech tlenków metali.Najszerzej rozpowszechnione są termistory miedziowo-manganowe i kobaltowo-manganowe. Te ostatnie są bardziej wrażliwe na temperaturę.