Hogyan befolyásolja a fűtés az ellenállás értékét

Különleges fém ellenállás hevítéskor növekszik az atomok mozgási sebességének növekedése következtében a vezető anyagában a hőmérséklet emelkedésével. Éppen ellenkezőleg, az elektrolitok és a szén ellenállása hevítéskor csökken, mivel ezekben az anyagokban az atomok és molekulák mozgási sebességének növelése mellett az egységnyi térfogatra jutó szabad elektronok és ionok száma is megnő.

Néhány ötvözetek magas ellenállásalkotó fémeik közül alig változtatják az ellenállást hevítéskor (konstantán, manganin stb.). Ennek oka az ötvözetek szabálytalan szerkezete és az elektronok kis átlagos szabad útja.

Azt az értéket, amely az ellenállás relatív növekedését jelzi, ha az anyagot 1 ° -kal melegítik (vagy csökken, ha 1 ° -kal hűtik), ún. hőmérsékleti ellenállási együttható.

Ha a hőmérsékleti együtthatót α-val jelöljük, ellenállás se=20О-nél ρo-n keresztül, akkor ha az anyagot t1 hőmérsékletre hevítjük, az ellenállása p1 = ρo + αρo (t1 — to) = ρo (1 + (α(t1 — hogy ))

és ennek megfelelően R1 = Ro (1 + (α(t1 - to))

A réz, alumínium, volfrám a hőmérsékleti együtthatója 0,004 1 / fok. Ezért 100 ° -ra melegítve ellenállásuk 40% -kal nő. Vas esetén α = 0,006 1 / grad, sárgaréznél α = 0,002 1 / grad, fehrálnál α = 0,0001 1 / grad, nikrómnál α = 0,0002 1 / grad, konstansnál α = 0,0000001 mangán 0,0 1/fok. A szén és az elektrolitok hőmérsékleti ellenállási együtthatója negatív. A legtöbb elektrolit hőmérsékleti együtthatója körülbelül 0,02 1 / fok.

A vezetékek azon tulajdonságát, hogy a hőmérséklettől függően változtatják az ellenállásukat, ellenálláshőmérőket használnak... Az ellenállás mérésével számítással határozzák meg a környezet hőmérsékletét Konstantán, manganin és egyéb, nagyon alacsony hőmérsékleti ellenállási együtthatójú ötvözetek használatosak. söntök és mérőeszközök kiegészítő ellenállásainak elkészítésére.

1. példa Hogyan változik az ellenállás a Ro vashuzalon, ha 520°-ra melegítjük? A vas a hőmérsékleti együtthatója 0,006 1 / fok. A képlet szerint R1 = Ro + Roα(t1 - to) = Ro + Ro 0,006 (520 - 20) = 4Ro, vagyis a vashuzal ellenállása 520 ° -kal melegítve négyszeresére nő.

2. példa Az alumínium huzalok -20°-os ellenállása 5 ohm. Meg kell határozni az ellenállásukat 30 ° -os hőmérsékleten.

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

Az anyagok azon tulajdonságát, hogy melegítéskor vagy hűtéskor megváltoztatják elektromos ellenállásukat, a hőmérséklet mérésére használják. Így a hőellenállásokat, amelyek platina vagy tiszta nikkelhuzalok kvarcba olvasztva, -200 és + 600 ° közötti hőmérséklet mérésére használják.A nagy negatív tényezővel rendelkező szilárdtest-RTD-ket szűkebb tartományban történő hőmérséklet pontos mérésére használják.

A hőmérséklet mérésére használt félvezető RTD-ket termisztoroknak nevezzük.

A termisztorok nagy negatív hőmérsékleti ellenállási együtthatóval rendelkeznek, azaz hevítéskor ellenállásuk csökken. Termisztorok két vagy három fémoxid keverékéből álló oxid (oxidált) félvezető anyagokból készült.A réz-mangán és kobalt-mangán termisztorok a legszélesebb körben elterjedtek. Az utóbbiak érzékenyebbek a hőmérsékletre.