Как нагряването влияе върху стойността на съпротивлението
Специфични устойчивост на метал при нагряване се увеличава в резултат на увеличаване на скоростта на движение на атомите в материала на проводника с повишаване на температурата. Напротив, съпротивлението на електролитите и въглищата намалява при нагряване, тъй като в тези материали, в допълнение към увеличаването на скоростта на движение на атомите и молекулите, броят на свободните електрони и йони на единица обем се увеличава.
Някои сплави с високо съпротивлениеот съставните им метали, те почти не променят съпротивлението при нагряване (константан, манганин и др.). Това се дължи на неправилната структура на сплавите и малкия среден свободен път на електроните.
Стойност, която показва относителното увеличение на съпротивлението, когато материалът се нагрява с 1 ° (или намаление, когато се охлажда с 1 °), се нарича температурен коефициент на съпротивление.
Ако температурният коефициент е означен с α, съпротивление при да се=20О през ρo, тогава когато материалът се нагрява до температура t1, неговото съпротивление е p1 = ρo + αρo (t1 — до) = ρo (1 + (α(t1 — до))
и съответно R1 = Ro (1 + (α(t1 — до))
Температурен коефициент a за мед, алуминий, волфрам е 0,004 1 / град. Следователно, при нагряване до 100 °, тяхната устойчивост се увеличава с 40%. За желязо α = 0,006 1 / град, за месинг α = 0,002 1 / град, за фехрали α = 0,0001 1 / град, за нихром α = 0,0002 1 / град, за константан α = 0,00001 1 / град, за манганин α = 0,00004 1 / град. Въглищата и електролитите имат отрицателен температурен коефициент на съпротивление. Температурният коефициент за повечето електролити е приблизително 0,02 1 / град.
Използва се свойството на проводниците да променят съпротивлението си в зависимост от температурата съпротивителни термометри… Чрез измерване на съпротивлението температурата на околната среда се определя чрез изчисление.Константан, манганин и други сплави с много нисък температурен коефициент на съпротивление се използват за направата на шунтове и допълнителни съпротивления на измервателните уреди.
Пример 1. Как съпротива ще се промени Ро железен проводник при нагряване при 520 °? Температурен коефициент a на желязо 0,006 1 / град. Според формулата R1 = Ro + Roα(t1 — до) = Ро + Ро 0,006 (520 — 20) = 4Ро, тоест съпротивлението на железния проводник при нагряване с 520 ° ще се увеличи 4 пъти.
Пример 2. Алуминиевите проводници при -20 ° имат съпротивление 5 ома. Необходимо е да се определи тяхното съпротивление при температура 30 °.
R2 = R1 — αR1 (t2 — t1) = 5 + 0,004 x 5 (30 — (-20)) = 6 ома.
Свойството на материалите да променят електрическото си съпротивление при нагряване или охлаждане се използва за измерване на температурите. Така, термоустойчивост, които са проводници от платина или чист никел, слети в кварц, се използват за измерване на температури от -200 до + 600 °. Полупроводникови RTD с голям отрицателен коефициент се използват за точно определяне на температурите в по -тесни диапазони.
Полупроводникови RTD, използвани за измерване на температурите, се наричат термистори.
Термисторите имат висок отрицателен температурен коефициент на съпротивление, тоест при нагряване съпротивлението им намалява. Термистори изработени от оксидни (окислени) полупроводникови материали, състоящи се от смес от два или три метални оксида.Най-широко разпространени са медно-манганови и кобалт-манганови термистори. Последните са по -чувствителни към температурата.