Kako zagrijavanje utječe na vrijednost otpora

Specifično otpor metala pri zagrijavanju se povećava kao rezultat povećanja brzine kretanja atoma u materijalu vodiča s porastom temperature. Naprotiv, otpor elektrolita i ugljena se zagrijavanjem smanjuje, jer se u tim materijalima, osim povećanja brzine gibanja atoma i molekula, povećava i broj slobodnih elektrona i iona po jedinici volumena.

Neke legure s visokim otpornostsvojih sastavnih metala, jedva mijenjaju otpor pri zagrijavanju (konstantan, manganin itd.). To je zbog nepravilne strukture legura i malog srednjeg slobodnog puta elektrona.

Vrijednost koja pokazuje relativno povećanje otpora kada se materijal zagrije za 1° (ili smanji kada se ohladi za 1°) naziva se temperaturni koeficijent otpora.

Ako se temperaturni koeficijent označi s α, otpor pri se=20O kroz ρo, tada kada se materijal zagrije na temperaturu t1, njegov otpor je p1 = ρo + αρo (t1 — to) = ρo (1 + (α(t1 — do ))

i prema tome R1 = Ro (1 + (α(t1 — to))

Temperaturni koeficijent a za bakar, aluminij, volfram je 0,004 1 / stupanj. Stoga, kada se zagrije na 100 °, njihov otpor se povećava za 40%. Za željezo α = 0,006 1 / grad, za mesing α = 0,002 1 / grad, za fehral α = 0,0001 1 / grad, za nikrom α = 0,0002 1 / grad, za konstantan α = 0,00001 1 / grad, za manganin α = 0,00004 1 / stupanj Ugljen i elektroliti imaju negativan temperaturni koeficijent otpora. Temperaturni koeficijent za većinu elektrolita je približno 0,02 1 / stupanj.

Svojstvo žica da mijenjaju svoj otpor ovisno o temperaturi koristi se termometrima otpora... Mjerenjem otpora proračunski se utvrđuje temperatura okoline Koriste se konstantan, manganin i druge legure s vrlo niskim temperaturnim koeficijentom otpora. za izradu šantova i dodatnih otpora mjernih uređaja.

Primjer 1. Kako će se promijeniti otpor Ro željezne žice kada se zagrije na 520 °? Temperaturni koeficijent a željeza 0,006 1 / deg. Prema formuli R1 = Ro + Roα(t1 — to) = Ro + Ro 0,006 (520 — 20) = 4Ro, odnosno otpor željezne žice kada se zagrije za 520 ° povećat će se 4 puta.

Primjer 2. Aluminijske žice na -20 ° imaju otpor od 5 ohma. Potrebno je odrediti njihovu otpornost na temperaturi od 30 °.

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

Za mjerenje temperatura koristi se svojstvo materijala da mijenjaju svoj električni otpor pri zagrijavanju ili hlađenju. Dakle, termootpornici, koji su žice od platine ili čistog nikla stopljene u kvarcu, koriste se za mjerenje temperatura od -200 do + 600 °.RTD uređaji u čvrstom stanju s velikim negativnim faktorom koriste se za precizno mjerenje temperatura u užim rasponima.

Poluvodički RTD uređaji koji se koriste za mjerenje temperature nazivaju se termistori.

Termistori imaju visok negativni temperaturni koeficijent otpora, odnosno kada se zagrijavaju, njihov otpor se smanjuje. termistori izrađeni od oksidnih (oksidiranih) poluvodičkih materijala koji se sastoje od smjese dva ili tri metalna oksida.Najviše su rasprostranjeni termistori bakar-mangan i kobalt-mangan. Potonji su osjetljiviji na temperaturu.