Hvordan opvarmning påvirker modstandsværdien
Bestemt metal modstand når den opvarmes, øges den som følge af en stigning i bevægelseshastigheden af atomer i ledermaterialet med stigende temperatur. Tværtimod falder modstanden af elektrolytter og kul, når de opvarmes, fordi i disse materialer, ud over at øge bevægelseshastigheden af atomer og molekyler, øges antallet af frie elektroner og ioner pr. volumenenhed.
Nogle legeringer med høj modstandaf deres indgående metaller ændrer de næsten ikke modstanden, når de opvarmes (konstantan, manganin osv.). Dette skyldes den uregelmæssige struktur af legeringerne og den lille gennemsnitlige frie bane for elektronerne.
En værdi, der angiver den relative stigning i modstand, når materialet opvarmes med 1° (eller fald, når det afkøles med 1°), kaldes temperaturkoefficient for modstand.
Hvis temperaturkoefficienten er angivet med α, modstand ved se=20О gennem ρo, så når materialet opvarmes til temperatur t1, er dets modstand p1 = ρo + αρo (t1 — til) = ρo (1 + (α(t1 — til ))
og følgelig R1 = Ro (1 + (α(t1 — til))
Temperaturkoefficient a for kobber, aluminium, wolfram er 0,004 1 / grad. Derfor, når de opvarmes til 100 °, stiger deres modstand med 40%. For jern α = 0,006 1 / grad, for messing α = 0,002 1 / grad, for fehral α = 0,0001 1 / grad, for nichrom α = 0,0002 1 / grad, for konstantan α = 0,00001 1 / grad , for manganin 0000 = 0. 1 / grader. Kul og elektrolytter har en negativ temperaturkoefficient for modstand. Temperaturkoefficienten for de fleste elektrolytter er cirka 0,02 1 / grad.
Trådes egenskab til at ændre deres modstand afhængig af temperaturen bruges modstandstermometre... Ved at måle modstanden bestemmes temperaturen i omgivelserne ved beregning.Konstantan, manganin og andre legeringer med en meget lav temperaturmodstandskoefficient anvendes at lave shunts og yderligere modstande af måleapparater.
Eksempel 1. Hvordan vil modstand ændre Ro jerntråd, når den opvarmes til 520 °? Temperaturkoefficient a for jern 0,006 1 / grader. Ifølge formlen R1 = Ro + Roα(t1 — til) = Ro + Ro 0,006 (520 — 20) = 4Ro, det vil sige, at modstanden af jerntråden, når den opvarmes med 520 °, vil stige 4 gange.
Eksempel 2. Aluminiumstråde ved -20° har en modstand på 5 ohm. Det er nødvendigt at bestemme deres modstand ved en temperatur på 30 °.
R2 = R1 — αR1 (t2 — t1) = 5 + 0,004 x 5 (30 — (-20)) = 6 ohm.
Materialernes egenskab til at ændre deres elektriske modstand, når de opvarmes eller afkøles, bruges til at måle temperaturer. Således bruges termomodstande, som er platin eller rene nikkeltråde smeltet i kvarts, til at måle temperaturer fra -200 til + 600 °.Solid state RTD'er med en stor negativ faktor bruges til nøjagtigt at måle temperaturer over smallere områder.
Halvleder RTD'er, der bruges til at måle temperaturer, kaldes termistorer.
Termistorer har en høj negativ temperaturkoefficient for modstand, det vil sige, når de opvarmes, falder deres modstand. Termistorer lavet af oxiderede (oxiderede) halvledermaterialer bestående af en blanding af to eller tre metaloxider Kobber-mangan- og kobolt-mangan-termistorer er de mest udbredte. Sidstnævnte er mere følsomme over for temperatur.