การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานตามอุณหภูมิ
มีวัสดุบางชนิดที่เป็นโลหะ เช่น เงิน ทองแดง และอะลูมิเนียม ซึ่งมีอิเล็กตรอนฟรีอยู่มากมาย ดังนั้นวัสดุเหล่านี้สามารถนำไฟฟ้าได้ง่าย หมายความว่าพวกเขามีความต้านทานต่ำ แต่ความต้านทานเฉพาะของวัสดุเหล่านี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างมาก โดยทั่วไปแล้วโลหะจะให้ความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ในทางตรงกันข้ามความต้านทานที่วัสดุไม่ใช่โลหะให้มักจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
ถ้าเราเอาชิ้นโลหะบริสุทธิ์มาและทำให้อุณหภูมิเป็น 0oโดยการใช้น้ำแข็ง จากนั้นค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิจาก 0oC ไปจนถึง 100oC ด้วยการให้ความร้อน
ระหว่างการเพิ่มอุณหภูมิ ถ้าเราทำการวัดความต้านทานที่ช่วงเวลาปกติ เราจะพบว่าความต้านทานไฟฟ้าของชิ้นโลหะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ถ้าเราพล็อตกราฟความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ หรือ กราฟความต้านทานเทียบกับอุณหภูมิ เราจะได้เส้นตรงตามที่แสดงในภาพด้านล่าง ถ้าเส้นตรงนี้ขยายออกไปข้างหลังแกนความต้านทาน มันจะตัดแกนอุณหภูมิที่อุณหภูมิ – t0oC จากกราฟนี้ชัดเจนว่า ที่อุณหภูมินี้ความต้านทานไฟฟ้าของโลหะจะเป็นศูนย์ อุณหภูมินี้เรียกว่า อุณหภูมิที่คาดการณ์ความต้านทานเป็นศูนย์
แม้ว่าความต้านทานเป็นศูนย์ของสารใดๆ จะไม่สามารถเกิดขึ้นได้จริง ทั้งนี้อัตราการความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิไม่คงที่ตลอดช่วงอุณหภูมิ กราฟที่แท้จริงแสดงในภาพด้านล่างเช่นกัน
สมมติ R1 และ R2 เป็นความต้านทานที่วัดได้ที่อุณหภูมิ t1oC และ t2oC ตามลำดับ แล้วเราจะสามารถเขียนสมการดังนี้
จากสมการดังกล่าวเราสามารถคำนวณความต้านทานของวัสดุใดๆ ที่อุณหภูมิต่างๆ ได้ สมมติว่าเราได้วัดความต้านทานของโลหะที่ t1oC และนี่คือ R1.
ถ้าเรารู้อุณหภูมิที่คาดการณ์ความต้านทานเป็นศูนย์ หรือ t0 ของโลหะนั้นๆ แล้ว เราสามารถคำนวณความต้านทานที่ไม่ทราบค่า R2 ที่อุณหภูมิ t2oC จากสมการดังกล่าวได้อย่างง่ายดาย
การเปลี่ยนแปลงความต้านทานตามอุณหภูมิมักใช้ในการกำหนดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของเครื่องจักรไฟฟ้าต่างๆ ตัวอย่างเช่น ในการทดสอบอุณหภูมิของการหมุนเวียนของทรานส์ฟอร์เมอร์ การกำหนดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของวงจรขดลวด สมการดังกล่าวถูกนำมาใช้ ซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าถึงวงจรขดลวดภายในทรานส์ฟอร์เมอร์กำลังไฟฟ้าระบบฉนวนสำหรับการวัดอุณหภูมิ แต่เราโชคดีที่เรามีกราฟความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิในมือ หลังจากวัดความต้านทานไฟฟ้าของวงจรขดลวดทั้งตอนเริ่มและจบการทดสอบของทรานส์ฟอร์เมอร์ เราสามารถกำหนดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในวงจรขดลวดของทรานส์ฟอร์เมอร์ระหว่างการทดสอบได้อย่างง่ายดาย
20oC ถูกนำไปใช้เป็นอุณหภูมิมาตรฐานในการระบุความต้านทาน นั่นหมายความว่าถ้าเราบอกว่าความต้านทานของสารใดๆ เป็น 20Ω นั่นหมายความว่าความต้านทานนี้ถูกวัดที่อุณหภูมิ 20oC
แหล่งที่มา: Electrical4u
คำชี้แจง: เคารพ ต้นฉบับ, บทความที่ดีควรแชร์, หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อลบ
