שינוי התנגדות עם הטמפרטורה

יש חומרים מסוימים, בעיקר מתכות כמו כסף, נחושת ואלומיניום, שיש להם הרבה אלקטרונים חופשיים. לכן, סוג זה של חומרים יכול להוביל זרם בקלות, כלומר הם בעלי התנגדות נמוכה. אבל ההתנגדות הספציפית של החומרים הללו תלויה מאוד בטמפרטורה שלהם. בדרך כלל, מתכות מציגות יותר התנגדות חשמלית אם הטמפרטורה עולה. לעומת זאת, ההתנגדות שהחומר לא מתכתי מציג בדרך כלל יורדת עם עליית הטמפרטורה.

אם ניקח קטע ממתכת טהורה ונקבע את הטמפרטורה שלו ל-0°C באמצעות קרח ואז נעלים את הטמפרטורה שלו בהדרגה מ-0°C עד 100°C על ידי חימום.

במהלך עליית הטמפרטורה, אם נמדוד את ההתנגדות שלו במרווחים קבועים, נמצא שההתנגדות החשמלית של קטע המתכת עולה בהדרגה עם עליית הטמפרטורה. אם נצייר את שינוי ההתנגדות עם הטמפרטורה, כלומר גרף התנגדות מול טמפרטורה, נקבל קו ישר כפי שמוצג בתמונה להלן. אם נאריך את הקו הישר הזה מעבר לציר ההתנגדות, הוא יחתוך את ציר הטמפרטורה בטמפרטורה מסוימת, - t0°C. מהגרף ברור שבטמפרטורה זו ההתנגדות החשמלית של המתכת היא אפס. טמפרטורה זו מכונה טמפרטורת ההתנגדות האפס הנדונה.
אף על פי שההתנגדות האפס של כל חומר אינה אפשרית מבחינה פרקטית. למעשה, קצב שינוי ההתנגדות עם הטמפרטורה אינו קבוע לאורך כל טווח הטמפרטורות. הגרף האמיתי גם מוצג בתמונה להלן.
נניח R1 ו-R2 הם ההתנגדויות המismeasured בטמפרטורות t1°C ו-t2°C בהתאמה. אז ניתן לכתוב את המשוואה הבאה,

מהמשוואה מעל ניתן לחשב את ההתנגדות של כל חומר בטמפרטורות שונות. נניח שנמדד את ההתנגדות של מתכת בטמפרטורה t1°C וזהו R1.
אם אנו יודעים את טמפרטורת ההתנגדות האפס הנדונה, כלומר t0 של המתכת המדוברת, אז ניתן לחשב בקלות כל התנגדות לא ידועה R2 בטמפרטורה כלשהי t2°C מהמשוואה הנ"ל.

שינוי ההתנגדות עם הטמפרטורה נפוץ לשימוש לקביעת שינוי הטמפרטורה של כל מכשיר חשמלי. למשל, בבדיקת עליית הטמפרטורה של הממריא, לקביעת עליית הטמפרטורה של הקפות, משוואה זו נמצאת בשימוש. בלתי אפשרי לגשת לקפות בתוך מערכת ההבודדות של ממיר חשמלי מדידת הטמפרטורה, אך אנחנו מזל טוב שיש לנו גרף של שינוי ההתנגדות עם הטמפרטורה בידנו. לאחר מדידת ההתנגדות החשמלית של הקפות הן בתחילת המבחן והן בסופו של הממיר, ניתן לקבוע בקלות את עליית הטמפרטורה בעקוף הממיר במהלך המבחן.

20°C נבחרה כטמפרטורת הפניה התקנית לתיאור ההתנגדות. כלומר, אם אומרים שהתנגדות של חומר מסוים היא 20Ω, זה אומר שהתנגדות זו נמדדה בטמפרטורה של 20°C.

מקור: Electrical4u

הצהרה: כבוד למקורי, מאמרים טובים ראויים לשיתוף, אם יש פריצת זכויות מחצית נא צרו קשר להסרה.