Изменение сопротивления в зависимости от температуры

Существуют некоторые материалы, в основном металлы, такие как серебро, медь, алюминий, которые имеют большое количество свободных электронов. Поэтому такие материалы легко проводят ток, что означает, что они наименее сопротивляются. Однако удельное сопротивление этих материалов сильно зависит от их температуры. Обычно металлы предлагают больше электрического сопротивления, если температура повышается. С другой стороны, сопротивление, которое предлагает неметаллическое вещество, обычно уменьшается с увеличением температуры.

Если взять кусок чистого металла и довести его температуру до 0о с помощью льда, а затем постепенно повысить его температуру от 0оC до 100оC, нагревая его.

При повышении температуры, если мы будем измерять его сопротивление через регулярные интервалы, мы обнаружим, что электрическое сопротивление металлической детали постепенно увеличивается с ростом температуры. Если мы построим график изменения сопротивления с температурой, то есть график сопротивления против температуры, мы получим прямую линию, как показано на рисунке ниже. Если эта прямая будет продолжена за ось сопротивления, она пересечет ось температуры при некоторой температуре, – t0оC. Из графика ясно, что при этой температуре электрическое сопротивление металла становится нулевым. Эта температура называется вычисленной температурой нулевого сопротивления.
Хотя практически невозможно достичь нулевого сопротивления любого вещества. На самом деле скорость изменения сопротивления с температурой не постоянна во всем диапазоне температур. Фактический график также показан на рисунке ниже.
Пусть R1 и R2 — это измеренные сопротивления при температуре t1оC и t2оC соответственно. Тогда мы можем записать следующее уравнение,

Из этого уравнения мы можем рассчитать сопротивление любого материала при различных температурах. Предположим, что мы измерили сопротивление металла при t1оC, и это R1.
Если мы знаем вычисленную температуру нулевого сопротивления, то есть t0 данного металла, тогда мы можем легко рассчитать любое неизвестное сопротивление R2 при любой температуре t2оC, используя вышеуказанное уравнение.

Изменение сопротивления с температурой часто используется для определения изменения температуры любого электрического устройства. Например, в тесте на повышение температуры масла и обмотки трансформатора, для определения повышения температуры обмотки, применяется вышеуказанное уравнение. Невозможно получить доступ к обмотке внутри электрического силового трансформатора для измерения температуры, но мы достаточно удачливы, чтобы иметь график изменения сопротивления с температурой. После измерения электрического сопротивления обмотки как в начале, так и в конце тестового запуска трансформатора, мы можем легко определить повышение температуры обмотки трансформатора во время тестового запуска.

20оC принято в качестве стандартной температуры для указания сопротивления. Это означает, что если мы говорим, что сопротивление любого вещества составляет 20Ω, это означает, что это сопротивление измерено при температуре 20оC.

Источник: Electrical4u

Заявление: Уважайте оригинал, хорошие статьи стоят того, чтобы ими делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.