Verandering van weerstand met temperatuur

Er zijn enkele materialen, voornamelijk metalen zoals zilver, koper en aluminium, die veel vrije elektronen hebben. Daardoor kunnen dit soort materialen stroom gemakkelijk geleiden, wat betekent dat ze weinig weerstand bieden. Maar de weerstand van deze materialen is sterk afhankelijk van hun temperatuur. Over het algemeen bieden metalen meer elektrische weerstand als de temperatuur stijgt. Aan de andere kant neemt de weerstand die door een niet-metaal wordt geboden meestal af bij stijgende temperatuur.

Als we een stuk zuiver metaal nemen en de temperatuur op 0oC brengen met behulp van ijs en vervolgens de temperatuur geleidelijk verhogen van 0oC tot 100oC door het te verwarmen.

Tijdens het verhogen van de temperatuur, als we de weerstand op regelmatige tijdsintervallen meten, zullen we ontdekken dat de elektrische weerstand van het metaalstuk geleidelijk toeneemt naarmate de temperatuur stijgt. Als we de variatie van de weerstand met de temperatuur plotten, d.w.z. de grafiek van weerstand tegenover temperatuur, krijgen we een rechte lijn zoals in de onderstaande figuur getoond. Als deze rechte lijn achter de weerstand-as wordt uitgebreid, snijdt hij de temperatuur-as bij een bepaalde temperatuur, – t0oC. Uit de grafiek blijkt dat, bij deze temperatuur, de elektrische weerstand van het metaal nul wordt. Deze temperatuur wordt aangeduid als afgeleide nulweerstandstemperatuur.
Hoewel praktisch gesproken nulweerstand van enig materiaal onmogelijk is. In feite is de snelheid van variatie van de weerstand met de temperatuur niet constant over het hele temperatuurbereik. De werkelijke grafiek is ook in de onderstaande figuur getoond.
Laat R1 en R2 de gemeten weerstanden zijn bij temperaturen t1oC en t2oC respectievelijk. Dan kunnen we de volgende vergelijking schrijven,

Met de bovenstaande vergelijking kunnen we de weerstand van elk materiaal op verschillende temperaturen berekenen. Stel dat we de weerstand van een metaal op t1oC hebben gemeten en dit is R1.
Als we de afgeleide nulweerstandstemperatuur, d.w.z. t0 van dat specifieke metaal kennen, dan kunnen we eenvoudig elke onbekende weerstand R2 op elke temperatuur t2oC uit de bovenstaande vergelijking berekenen.

De variatie van de weerstand met de temperatuur wordt vaak gebruikt om de temperatuurvariatie van elke elektrische machine te bepalen. Bijvoorbeeld, in de temperatuurstijgingstest van een transformator, voor het bepalen van de temperatuurstijging van de winding, wordt de bovenstaande vergelijking toegepast. Het is onmogelijk om de winding binnen een elektrische krachttransformator isolatiesysteem te bereiken voor de meting van de temperatuur, maar we hebben geluk omdat we de grafiek van de variatie van de weerstand met de temperatuur in handen hebben. Na het meten van de elektrische weerstand van de winding zowel aan het begin als aan het einde van de test van de transformator, kunnen we gemakkelijk de temperatuurstijging in de transformatorwinding tijdens de testbepaling.

20oC wordt aangenomen als standaardreferentiemiddagtemperatuur voor het noemen van weerstand. Dat betekent dat als we zeggen dat de weerstand van een substantie 20Ω is, dat deze weerstand is gemeten bij een temperatuur van 20oC.

Bron: Electrical4u

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk is neem contact op om te verwijderen.