تغییر مقاومت با دما

هستند موادی مانند فلزات، مانند نقره، مس و آلومینیوم که دارای الکترون‌های آزاد فراوان هستند. بنابراین این نوع مواد می‌توانند به راحتی جریان الکتریکی را رسانی کنند که به معنای داشتن مقاومت کم است. اما مقاومت ویژه این مواد به شدت به دمای آن‌ها بستگی دارد. عموماً فلزات با افزایش دما مقاومت الکتریکی بیشتری ارائه می‌دهند. از طرف دیگر مقاومت ارائه شده توسط مواد غیرفلزی معمولاً با افزایش دما کاهش می‌یابد.

اگر قطعه‌ای از فلز خالص را برداریم و دمای آن را با استفاده از یخ به صفر درجه سانتیگراد برسانیم و سپس دمای آن را به تدریج از صفر درجه سانتیگراد به صد درجه سانتیگراد افزایش دهیم.

در حین افزایش دما، اگر مقاومت آن را در فواصل منظم اندازه‌گیری کنیم، خواهیم دید که مقاومت الکتریکی قطعه فلزی به تدریج با افزایش دما افزایش می‌یابد. اگر نمودار تغییر مقاومت با دما یعنی نمودار مقاومت در مقابل دما را رسم کنیم، خط مستقیمی به دست می‌آوریم که در شکل زیر نشان داده شده است. اگر این خط مستقیم را پشت محور مقاومت ادامه دهیم، در دمایی مانند – t0oC محور دما را قطع می‌کند. از نمودار مشخص است که در این دما، مقاومت الکتریکی فلز صفر می‌شود. این دما به عنوان دمای صفر مقاومت استنتاجی شناخته می‌شود.
اگرچه مقاومت صفر هر ماده‌ای در عمل امکان‌پذیر نیست. در واقع نرخ تغییر مقاومت با دما در تمام محدوده دما ثابت نیست. نمودار واقعی نیز در شکل زیر نشان داده شده است.
فرض کنید R1 و R2 مقاومت‌های اندازه‌گیری شده در دمای t1oC و t2oC به ترتیب باشد. در این صورت می‌توانیم معادله زیر را بنویسیم،

از این معادله می‌توانیم مقاومت هر ماده‌ای را در دماهای مختلف محاسبه کنیم. فرض کنید مقاومت یک فلز را در دمای t1oC اندازه‌گیری کرده‌ایم و این مقاومت R1 است.
اگر دمای صفر مقاومت استنتاجی یعنی t0 آن فلز خاص را بدانیم، می‌توانیم به راحتی هر مقاومت نامعلوم R2 را در هر دمای t2oC از معادله بالا محاسبه کنیم.

تغییر مقاومت با دما اغلب برای تعیین تغییر دما در هر ماشین الکتریکی استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در آزمون افزایش دما در ترانسفورماتور، برای تعیین افزایش دمای پیچشی، معادله بالا اعمال می‌شود. این امکان‌پذیر نیست که به داخل پیچش یک ترانسفورماتور قدرت الکتریکی دسترسی پیدا کنیم تا دمای آن را اندازه‌گیری کنیم، اما خوشحال هستیم که نمودار تغییر مقاومت با دما در دست داریم. بعد از اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی پیچش هم در ابتدای و هم در انتهای آزمون ترانسفورماتور، می‌توانیم به راحتی افزایش دمای پیچش ترانسفورماتور را در طول آزمون تعیین کنیم.

دمای ۲۰ درجه سانتیگراد به عنوان دمای مرجع استاندارد برای ذکر مقاومت انتخاب شده است. به عبارت دیگر اگر بگوییم مقاومت هر ماده‌ای ۲۰ اهم است، به این معنی است که این مقاومت در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد اندازه‌گیری شده است.

منبع: Electrical4u

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاری دارند، اگر نقض حق تکثیر وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.