Coeficient de Temperatura de la Resistència (Fórmula i Exemples)
Què és el Coeficient de Temperatura de la Resistència?
El coeficient de temperatura de la resistència mesura els canvis en la resistència elèctrica de qualsevol substància per grau de canvi de temperatura.
Prenguem un conductor amb una resistència R0 a 0oC i Rt a toC, respectivament.
A partir de l'equació de variació de la resistència amb la temperatura, obtenim
Aquest αo es coneix com el coeficient de temperatura de la resistència d'aquella substància a 0oC.
A partir de l'equació anterior, és clar que el canvi en resistència elèctrica de qualsevol substància degut a la temperatura depèn principalment de tres factors –
el valor de la resistència a la temperatura inicial,
l'increment de la temperatura i
el coeficient de temperatura de la resistència αo.
Aquest αo és diferent per a materials diferents, per tant, les temperatures són diferents en materials diferents.
Per tant, el coeficient de temperatura de la resistència a 0oC de qualsevol substància és el recíproc de la temperatura de resistència zero inferida d'aquella substància.
Fins ara, hem discutit els materials que incrementen la resistència amb l'increment de la temperatura. No obstant això, hi ha molts materials la resistència elèctrica dels quals disminueix amb la disminució de la temperatura.
En realitat, en els metalls, si la temperatura augmenta, el moviment aleatori dels electrons lliures i la vibració interatòmica dins del metall augmenten, el que resulta en més col·lisions.
Més col·lisions resisteixen el flux suau dels electrons a través del metall; per tant, la resistència del metall augmenta amb l'augment de la temperatura. Per tant, considerem el coeficient de temperatura de la resistència com a positiu per als metalls.
Però en semiconductors o altres no metalls, el nombre d'electrons lliures augmenta amb l'augment de la temperatura.
Perquè a una temperatura més alta, degut a l'energia tèrmica suficient proporcionada al cristall, un nombre significatiu de lligams covalents es trencan, i per tant, es creen més electrons lliures.
Això significa que si la temperatura augmenta, un nombre significatiu d'electrons passa de les bandes de valència a les bandes de conducció creuant la forta energia prohibitiva.
Com el nombre d'electrons lliures augmenta, la resistència d'aquest tipus de substàncies no metàl·liques disminueix amb l'augment de la temperatura. Per tant, el coeficient de temperatura de la resistència és negatiu per a substàncies no metàl·liques i semiconductors.
Si no hi ha gaire canvi en la resistència amb la temperatura, podem considerar el valor d'aquest coeficient com zero. L'aleació de constantan i mangani té un coeficient de temperatura de la resistència gairebé zero.
El valor d'aquest coeficient no és constant; depèn de la temperatura inicial sobre la qual es basa l'increment de la resistència.
Quan l'increment es basa en una temperatura inicial de 0oC, el valor d'aquest coeficient és αo – que no és res més que el recíproc de la respectiva temperatura de resistència zero inferida de la substància.
Però a qualsevol altra temperatura, el coeficient de temperatura de la resistència elèctrica no és el mateix que aquest αo. En realitat, per a qualsevol material, el valor d'aquest coeficient és màxim a 0oC de temperatura.
Digui's que el valor d'aquest coeficient de qualsevol material a qualsevol toC és αt, llavors el seu valor es pot determinar mitjançant la següent equació,
El valor d'aquest coeficient a una temperatura de t2oC en termes del mateix a t1oC es dona com,
Revisió del Concepte del Coeficient de Temperatura de la Resistència
La resistència elèctrica de conductors com l'argent, el cobre, l'or, l'alumini, etc., depèn del procés de col·lisió dels electrons dins del material.
Quan la temperatura augmenta, aquest procés de col·lisió d'electrons es fa més ràpid, el que resulta en una major resistència amb l'augment de la temperatura del conductor. La resistència dels conductors generalment augmenta amb l'augment de la temperatura.
Si un conductor té una resistència R1 a t1oC i s'augmenta la temperatura, la seva resistència es converteix en R
