Hvordan oppvarming påvirker motstandsverdien

Spesifikk metall motstand når den varmes opp, øker den som et resultat av en økning i bevegelseshastigheten til atomer i ledermaterialet med økende temperatur. Tvert imot avtar motstanden til elektrolytter og kull ved oppvarming, fordi i disse materialene, i tillegg til å øke bevegelseshastigheten til atomer og molekyler, øker antallet frie elektroner og ioner per volumenhet.

Noen legeringer med høy motstandav deres inngående metaller endrer de knapt motstanden når de varmes opp (konstantan, manganin, etc.). Dette skyldes den uregelmessige strukturen til legeringene og den lille gjennomsnittlige frie banen til elektronene.

En verdi som indikerer den relative økningen i motstand når materialet varmes opp med 1° (eller reduseres når det avkjøles med 1°) kalles temperaturkoeffisient for motstand.

Hvis temperaturkoeffisienten er betegnet med α, motstand ved se=20О gjennom ρo, så når materialet varmes opp til temperatur t1, er motstanden p1 = ρo + αρo (t1 — til) = ρo (1 + (α(t1 — til ))

og følgelig R1 = Ro (1 + (α(t1 — til))

Temperaturkoeffisient a for kobber, aluminium, wolfram er 0,004 1 / grad. Derfor, når de varmes opp til 100 °, øker motstanden deres med 40%. For jern α = 0,006 1 / grad, for messing α = 0,002 1 / grad, for fehral α = 0,0001 1 / grad, for nikrom α = 0,0002 1 / grad, for konstantan α = 0,00001 1 / grad , for manganin 0000 = 0. 1 / grader Kull og elektrolytter har en negativ temperaturkoeffisient for motstand. Temperaturkoeffisienten for de fleste elektrolytter er omtrent 0,02 1 / grad.

Egenskapen til ledninger til å endre motstanden avhengig av temperaturen brukes motstandstermometre... Ved å måle motstanden bestemmes temperaturen i omgivelsene ved beregning.Konstantan, manganin og andre legeringer med svært lav temperaturmotstandskoeffisient brukes å lage shunter og tilleggsmotstander til måleenheter.

Eksempel 1. Hvordan vil motstand endre Ro jerntråd når den varmes opp til 520 °? Temperaturkoeffisient a for jern 0,006 1 / grader. I henhold til formelen R1 = Ro + Roα(t1 — til) = Ro + Ro 0,006 (520 — 20) = 4Ro, det vil si at motstanden til jerntråden når den varmes opp med 520 ° vil øke 4 ganger.

Eksempel 2. Aluminiumsledninger ved -20 ° har en motstand på 5 ohm. Det er nødvendig å bestemme deres motstand ved en temperatur på 30 °.

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

Egenskapen til materialer til å endre deres elektriske motstand når de oppvarmes eller avkjøles, brukes til å måle temperaturer. Således brukes termomotstander, som er platina eller rene nikkeltråder smeltet i kvarts, for å måle temperaturer fra -200 til + 600 °.Solid state RTDer med stor negativ faktor brukes til å måle temperaturer nøyaktig over smalere områder.

Halvleder-RTDer som brukes til å måle temperaturer kalles termistorer.

Termistorer har en høy negativ temperaturkoeffisient for motstand, det vil si at når de varmes opp, reduseres motstanden deres. Termistorer laget av oksiderte (oksiderte) halvledermaterialer som består av en blanding av to eller tre metalloksider Kobber-mangan og kobolt-mangan termistorer er de mest utbredte. Sistnevnte er mer følsomme for temperatur.