Modstandsforskel med temperaturen

Der findes nogle materialer, hovedsageligt metaller som sølv, kobber og aluminium, som har mange fri elektroner. Dette gør, at disse materialer let kan lede strøm, hvilket betyder, at de er mindst resistente. Men specific resistivitet af disse materialer afhænger meget af deres temperatur. Generelt tilbyder metaller mere elektrisk modstand, hvis temperaturen stiger. På den anden side falder modstanden fra ikke-metalliske stoffer normalt, når temperaturen stiger.

Hvis vi tager et stykke rent metal og sætter dets temperatur til 0o ved hjælp af is og derefter gradvist øger dets temperatur fra 0oC til 100oC ved opvarmning.

Under forhøjelsen af temperaturen, hvis vi måler dens modstand med jævne mellemrum, vil vi finde, at den elektriske modstand af metalstykket gradvist stiger med stigende temperatur. Hvis vi plotter modstandsvariation med temperatur, altså modstand mod temperatur graf, vil vi få en ret linje som vist på figuren nedenfor. Hvis denne rette linje udvides bag modstandsaksen, vil den skære temperaturaksen ved en vis temperatur, – t0oC. Fra grafen er det klart, at ved denne temperatur bliver den elektriske modstand af metallet nul. Denne temperatur omtales som infereret nulmodstandstemperatur.
Selvom nulmodstand af ethvert stof ikke kan være mulig i praksis. Faktisk er hastigheden for modstandsvariation med temperatur ikke konstant over hele temperaturintervallet. Den faktiske graf vises også nedenfor.
Lad os antage, at R1 og R2 er de målte modstande ved temperaturen t1oC og t2oC henholdsvis. Så kan vi skrive ligningen nedenfor,

Fra ovenstående ligning kan vi beregne modstanden af ethvert materiale ved forskellige temperaturer. Antag, at vi har målt modstanden af et metal ved t1oC, og dette er R1.
Hvis vi kender den infererede nulmodstandstemperatur, altså t0 for det specifikke metal, kan vi nemt beregne enhver ukendt modstand R2 ved enhver temperatur t2oC fra ovenstående ligning.

Modstandsvariation med temperatur anvendes ofte til at bestemme temperaturvariation af enhver elektrisk maskine. For eksempel, i temperaturstigningstest af transformator, for at fastlægge vindings temperaturstigning, anvendes ovenstående ligning. Det er umuligt at tilgå vindingerne inden i en elektrisk effektstransformator isolationsystem for at måle temperaturen, men vi er heldige nok, at vi har modstandsvariation med temperatur graf i hånden. Efter at have målt den elektriske modstand af vindingen både ved begyndelsen og slutningen af testløbet af transformator, kan vi let fastslå temperaturstigningen i transformatorvindingen under testløbet.

20oC er valgt som standardreference temperatur for at nævne modstand. Dette betyder, at hvis vi siger, at modstanden af et stof er 20Ω, betyder dette, at denne modstand er målt ved temperaturen 20oC.

Kilde: Electrical4u

Erklæring: Respektér det originale, godt indhold fortjener at deles, hvis der sker krænkelse kontakt os for sletning.