Coeficiente de Temperatura de la Resistencia (Fórmula y Ejemplos)
¿Qué es el coeficiente de temperatura de la resistencia?
El coeficiente de temperatura de la resistencia mide los cambios en la resistencia eléctrica de cualquier sustancia por grado de cambio de temperatura.
Tomemos un conductor con una resistencia R0 a 0oC y Rt a toC, respectivamente.
De la ecuación de variación de la resistencia con la temperatura, obtenemos
Este αo se llama coeficiente de temperatura de la resistencia de esa sustancia a 0oC.
De la ecuación anterior, es claro que el cambio en resistencia eléctrica de cualquier sustancia debido a la temperatura depende principalmente de tres factores –
el valor de la resistencia a la temperatura inicial,
el aumento de la temperatura y
el coeficiente de temperatura de la resistencia αo.
Este αo es diferente para diferentes materiales, por lo que las diferentes temperaturas son diferentes en diferentes materiales.
Por lo tanto, el coeficiente de temperatura de la resistencia a 0oC de cualquier sustancia es el recíproco de la temperatura de resistencia cero inferida de esa sustancia.
Hasta ahora, hemos discutido los materiales cuya resistencia aumenta con el aumento de la temperatura. Sin embargo, hay muchos materiales cuya resistencia eléctrica disminuye con la disminución de la temperatura.
En realidad, en los metales, si la temperatura aumenta, el movimiento aleatorio de los electrones libres y la vibración interatómica dentro del metal aumentan, lo que resulta en más colisiones.
Más colisiones resisten el flujo suave de electrones a través del metal; por lo tanto, la resistencia del metal aumenta con el aumento de la temperatura. Por lo tanto, consideramos el coeficiente de temperatura de la resistencia como positivo para los metales.
Pero en semiconductores u otros no metales, el número de electrones libres aumenta con el aumento de la temperatura.
Porque a una temperatura más alta, debido al suministro de suficiente energía térmica al cristal, un número significativo de enlaces covalentes se rompen, y por lo tanto se crean más electrones libres.
Eso significa que si la temperatura aumenta, un número significativo de electrones pasa de las bandas de valencia a las bandas de conducción cruzando la brecha de energía prohibida.
A medida que aumenta el número de electrones libres, la resistencia de este tipo de sustancias no metálicas disminuye con el aumento de la temperatura. Por lo tanto, el coeficiente de temperatura de la resistencia es negativo para las sustancias no metálicas y semiconductores.
Si no hay aproximadamente ningún cambio en la resistencia con la temperatura, podemos considerar que el valor de este coeficiente es cero. La aleación de constantán y manganeso tiene un coeficiente de temperatura de la resistencia casi cero.
El valor de este coeficiente no es constante; depende de la temperatura inicial sobre la cual se basa el incremento de la resistencia.
Cuando el incremento se basa en una temperatura inicial de 0oC, el valor de este coeficiente es αo – que no es más que el recíproco de la temperatura de resistencia cero respectiva inferida de la sustancia.
Pero a cualquier otra temperatura, el coeficiente de temperatura de la resistencia eléctrica no es el mismo que este αo. En realidad, para cualquier material, el valor de este coeficiente es máximo a 0oC de temperatura.
Supongamos que el valor de este coeficiente de cualquier material a cualquier toC es αt, entonces su valor puede determinarse mediante la siguiente ecuación,
El valor de este coeficiente a una temperatura de t2oC en términos del mismo a t1oC se da como,
Revisar el Concepto del Coeficiente de Temperatura de la Resistencia
La resistencia eléctrica de conductores como plata, cobre, oro, aluminio, etc., depende del proceso de colisión de electrones dentro del material.
A medida que la temperatura aumenta, este proceso de colisión de electrones se vuelve más rápido, lo que resulta en un aumento de la resistencia con el aumento de la temperatura del conductor. La resistencia de los conductores generalmente aumenta con el aumento de la temperatura.
Si un conductor tiene una resistencia R1 a t1oC y se eleva la temperatura, su resistencia se convierte en R2 a t2
