Hoe verwarming de weerstandswaarde beïnvloedt

Specifiek metalen weerstand bij verhitting neemt het toe als gevolg van een toename van de bewegingssnelheid van atomen in het geleidermateriaal met toenemende temperatuur. Integendeel, de weerstand van elektrolyten en steenkool neemt af bij verhitting, omdat in deze materialen, naast het verhogen van de bewegingssnelheid van atomen en moleculen, het aantal vrije elektronen en ionen per volume-eenheid toeneemt.

Sommige legeringen met hoge weerstandvan hun samenstellende metalen veranderen ze nauwelijks de weerstand bij verhitting (constantaan, manganine, enz.). Dit komt door de onregelmatige structuur van de legeringen en de kleine gemiddelde vrije weglengte van de elektronen.

Een waarde die de relatieve toename in weerstand aangeeft wanneer het materiaal met 1 ° wordt verwarmd (of afname wanneer het met 1 ° wordt afgekoeld) wordt genoemd temperatuurcoëfficiënt van weerstand.

Als de temperatuurcoëfficiënt wordt aangegeven door α, weerstand bij se=20О tot en met ρo, dan wanneer het materiaal wordt verwarmd tot temperatuur t1, is de weerstand p1 = ρo + αρo (t1 — tot) = ρo (1 + (α(t1 — naar ))

en dienovereenkomstig R1 = Ro (1 + (α(t1 — tot))

Temperatuurcoëfficiënt a voor koper, aluminium, wolfraam is 0,004 1 / graad. Daarom neemt hun weerstand bij verhitting tot 100 ° met 40% toe. Voor ijzer α = 0,006 1 / grad, voor messing α = 0,002 1 / grad, voor fehral α = 0,0001 1 / grad, voor nichroom α = 0,0002 1 / grad, voor constantaan α = 0,00001 1 / grad , voor manganine α = 0,00004 1 / gr. Steenkool en elektrolyten hebben een negatieve weerstandscoëfficiënt. De temperatuurcoëfficiënt voor de meeste elektrolyten is ongeveer 0,02 1/graad.

De eigenschap van draden om hun weerstand te veranderen afhankelijk van de temperatuur wordt gebruikt weerstandsthermometers... Door de weerstand te meten, wordt de temperatuur van de omgeving bepaald door berekening Constantaan, manganine en andere legeringen met een zeer lage temperatuurcoëfficiënt van weerstand worden gebruikt om shunts en extra weerstanden van meetapparatuur te maken.

Voorbeeld 1. Hoe zal de weerstand van Ro-ijzerdraad veranderen bij verhitting tot 520 °? Temperatuurcoëfficiënt a van ijzer 0,006 1 / deg. Volgens de formule R1 = Ro + Roα(t1 — tot) = Ro + Ro 0,006 (520 — 20) = 4Ro, dat wil zeggen dat de weerstand van de ijzerdraad bij verhitting met 520 ° 4 keer zal toenemen.

Voorbeeld 2. Aluminiumdraden bij -20° hebben een weerstand van 5 ohm. Het is noodzakelijk om hun weerstand te bepalen bij een temperatuur van 30 °.

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

De eigenschap van materialen om hun elektrische weerstand te veranderen bij verhitting of afkoeling wordt gebruikt om temperaturen te meten. Zo worden thermoweerstanden, die platina of pure nikkeldraden zijn die in kwarts zijn versmolten, gebruikt om temperaturen van -200 tot + 600 ° te meten.Halfgeleider-RTD's met een grote negatieve factor worden gebruikt om temperaturen over een kleiner bereik nauwkeurig te meten.

Halfgeleider-RTD's die worden gebruikt om temperaturen te meten, worden thermistors genoemd.

Thermistors hebben een hoge negatieve temperatuurcoëfficiënt van weerstand, dat wil zeggen dat hun weerstand bij verhitting afneemt. Thermistors gemaakt van oxide (geoxideerde) halfgeleidermaterialen bestaande uit een mengsel van twee of drie metaaloxiden Koper-mangaan- en kobalt-mangaan-thermistors zijn de meest verspreide. Deze laatste zijn gevoeliger voor temperatuur.