Jak zahřívání ovlivňuje hodnotu odporu

Charakteristický kovový odpor při zahřívání se zvyšuje v důsledku zvýšení rychlosti pohybu atomů v materiálu vodiče se zvyšující se teplotou. Odpor elektrolytů a uhlí naopak při zahřívání klesá, protože v těchto materiálech se kromě zvýšení rychlosti pohybu atomů a molekul zvyšuje počet volných elektronů a iontů na jednotku objemu.

Některé slitiny s vysokým odporjejich základních kovů při zahřívání téměř nemění odpor (konstantan, manganin atd.). To je způsobeno nepravidelnou strukturou slitin a malou střední volnou dráhou elektronů.

Hodnota, která udává relativní nárůst odporu při zahřátí materiálu o 1° (nebo pokles při ochlazení o 1°), se nazývá teplotní koeficient odporu.

Pokud je teplotní koeficient označen α, odpor při se=20О až ρo, pak při zahřátí materiálu na teplotu t1 je jeho odpor p1 = ρo + αρo (t1 — to) = ρo (1 + (α(t1 — do ))

a podle toho R1 = Ro (1 + (α(t1 – až))

Teplotní koeficient a pro měď, hliník, wolfram je 0,004 1 / stupeň. Proto při zahřátí na 100 ° se jejich odpor zvýší o 40%. Pro železo α = 0,006 1 / grad, pro mosaz α = 0,002 1 / grad, pro fehral α = 0,0001 1 / grad, pro nichrom α = 0,0002 1 / grad, pro konstantan α = 0,00001 1 / 00 000 manganu, pro 1 / st. Uhlí a elektrolyty mají záporný teplotní koeficient odporu. Teplotní koeficient pro většinu elektrolytů je přibližně 0,02 1 / stupeň.

Vlastnosti drátů měnit svůj odpor v závislosti na teplotě se využívají odporové teploměry... Měřením odporu se výpočtem zjišťuje teplota prostředí Používá se Constantan, manganin a další slitiny s velmi nízkým teplotním koeficientem odporu zhotovovat bočníky a přídavné odpory měřicích přístrojů.

Příklad 1. Jak se změní odpor železného drátu Ro při zahřátí na 520 °? Teplotní koeficient a železa 0,006 1 / st. Podle vzorce R1 = Ro + Roα(t1 — až) = Ro + Ro 0,006 (520 — 20) = 4Ro, to znamená, že odpor železného drátu při zahřátí o 520 ° se zvýší 4krát.

Příklad 2. Hliníkové dráty při -20 ° mají odpor 5 ohmů. Je nutné určit jejich odolnost při teplotě 30 °.

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

Vlastnost materiálů měnit svůj elektrický odpor při zahřátí nebo ochlazení se používá k měření teplot. Pro měření teplot od -200 do + 600 ° se tedy používají termoodpory, což jsou platinové nebo čisté niklové dráty zatavené v křemeni.Polovodičové RTD s velkým záporným faktorem se používají k přesnému měření teplot v užších rozsazích.

Polovodičové RTD používané k měření teplot se nazývají termistory.

Termistory mají vysoký záporný teplotní koeficient odporu, to znamená, že při zahřívání se jejich odpor snižuje. Termistory vyrobené z oxidových (oxidovaných) polovodičových materiálů sestávajících ze směsi dvou nebo tří oxidů kovů, nejrozšířenější jsou měď-manganové a kobalt-manganové termistory. Posledně jmenované jsou citlivější na teplotu.