तापमान के साथ प्रतिरोध में परिवर्तन

कुछ सामग्री, जैसे चांदी, तांबा, एल्यूमिनियम, मुक्त इलेक्ट्रॉनों से भरी होती हैं। इसलिए इस प्रकार की सामग्री आसानी से विद्युत धारा का संचालन कर सकती है, जिसका अर्थ है कि वे सबसे कम प्रतिरोधी होती हैं। लेकिन प्रतिरोधकता इन सामग्रियों की तापमान पर बहुत निर्भर करती है। सामान्यतः धातुएँ तापमान बढ़ने पर अधिक विद्युत प्रतिरोध प्रदान करती हैं। दूसरी ओर, गैर-धातुय द्रव्य आमतौर पर तापमान बढ़ने पर प्रतिरोध कम करते हैं।

अगर हम शुद्ध धातु का एक टुकड़ा लें और उसका तापमान बर्फ के माध्यम से 0oC कर दें और फिर धीरे-धीरे इसका तापमान 0oC से 100oC तक बढ़ा दें।

तापमान बढ़ने के दौरान, अगर हम नियमित अंतराल पर इसका प्रतिरोध मापते हैं, तो हम पाएंगे कि धातु के टुकड़े का विद्युत प्रतिरोध तापमान के साथ धीरे-धीरे बढ़ता है। अगर हम तापमान के साथ प्रतिरोध के परिवर्तन का ग्राफ बनाते हैं, तो हमें नीचे दिखाए गए चित्र में दिखाए गए जैसा एक सीधी रेखा मिलेगी। अगर इस सीधी रेखा को प्रतिरोध अक्ष के पीछे बढ़ा दिया जाए, तो यह तापमान अक्ष को किसी तापमान पर, - t0oC पर काटेगी। ग्राफ से स्पष्ट है कि, इस तापमान पर धातु का विद्युत प्रतिरोध शून्य हो जाता है। यह तापमान अनुमानित शून्य प्रतिरोध तापमान के रूप में जाना जाता है।
हालांकि किसी भी पदार्थ का वास्तविक रूप से शून्य प्रतिरोध संभव नहीं है। वास्तव में, तापमान के साथ प्रतिरोध के परिवर्तन की दर सभी तापमान की सीमा में निरंतर नहीं होती है। वास्तविक ग्राफ नीचे दिखाया गया है।
मान लीजिए R1 और R2 तापमान t1oC और t2oC पर क्रमशः मापा गया प्रतिरोध हैं। तब हम नीचे दिए गए समीकरण को लिख सकते हैं,

उपरोक्त समीकरण से हम किसी भी सामग्री का विभिन्न तापमान पर प्रतिरोध निकाल सकते हैं। मान लीजिए हमने तापमान t1oC पर एक धातु का प्रतिरोध मापा है और यह R1 है।
अगर हम जानते हैं कि विशेष धातु का अनुमानित शून्य प्रतिरोध तापमान i.e. t0 है, तो हम आसानी से किसी भी अज्ञात प्रतिरोध R2 को किसी भी तापमान t2oC पर उपरोक्त समीकरण से निकाल सकते हैं।

तापमान के साथ प्रतिरोध के परिवर्तन का उपयोग आमतौर पर किसी भी विद्युतीय मशीन के तापमान परिवर्तन का निर्धारण करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, ट्रांसफॉर्मर के तापमान उठाने की परीक्षा में, वाइंडिंग तापमान उठाने का निर्धारण करने के लिए ऊपर दिया गया समीकरण लागू किया जाता है। यह असंभव है कि ट्रांसफॉर्मर के अंदर वाइंडिंग के तापमान का मापन किया जा सके, लेकिन हमें तापमान के साथ प्रतिरोध के परिवर्तन का ग्राफ मिला है। ट्रांसफॉर्मर के वाइंडिंग के शुरुआत और अंत में विद्युत प्रतिरोध को मापने के बाद, हम आसानी से परीक्षण के दौरान ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग के तापमान उठाने का निर्धारण कर सकते हैं।

20oC को प्रतिरोध को उल्लेख करने के लिए मानक संदर्भ तापमान के रूप में अपनाया गया है। इसका अर्थ है, अगर हम कहते हैं कि किसी पदार्थ का प्रतिरोध 20Ω है, तो इसका अर्थ है कि यह प्रतिरोध 20oC के तापमान पर मापा गया है।

स्रोत: Electrical4u

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