Temperaturkoeffisient for motstand (Formel og eksempler)
Hva er temperaturkoeffisienten for motstand?
Temperaturkoeffisienten for motstand måler endringene i elektrisk motstand av en hvilken som helst stoff per grad av temperaturendring.
La oss ta en leder med en motstand R0 ved 0oC og Rt ved toC, henholdsvis.
Fra ligningen for motstandsvariasjon med temperatur, får vi
Denne αo kalles temperaturkoeffisienten for motstand for det stoffet ved 0oC.
Fra den ovennevnte ligningen er det klart at endringen i elektrisk motstand av et hvilken som helst stoff på grunn av temperatur hovedsakelig avhenger av tre faktorer –
verdien av motstanden ved den opprinnelige temperaturen,
økningen i temperatur og
temperaturkoeffisienten for motstand αo.
Denne αo er forskjellig for ulike materialer, så ulike temperaturer er forskjellige for ulike materialer.
Så temperaturkoeffisienten for motstand ved 0oC for et hvilken som helst stoff er det omvendte av det stoffets infererte nullmotstandstemperatur.
Så langt har vi diskutert materialer der motstanden øker med økning i temperatur. Men det finnes mange materialer hvis elektriske motstand som minsker med nedgang i temperatur.
Faktisk, i metall, hvis temperaturen øker, øker den tilfeldige bevegelsen av frie elektroner og interatomar vibrasjon inni metall, som resulterer i flere kollisjoner.
Flere kollisjoner motarbeider den glatte flyten av elektroner gjennom metall; derfor øker motstanden i metall når temperaturen stiger. Så betrakter vi temperaturkoeffisienten for motstand som positiv for metall.
Men i halvledere eller andre ikke-metall, øker antallet av frie elektroner med økning i temperatur.
Fordi ved høyere temperatur, på grunn av tilstrekkelig varmeenergi som leveres til krystallet, blir et betydelig antall kovalente bindinger brutte, og dermed skapes flere frie elektroner.
Det betyr at hvis temperaturen øker, kommer et betydelig antall elektroner til ledningsbånd fra valensbånd ved å krysse forbudte energilukke.
Når antallet av frie elektroner øker, minsker motstanden til denne typen ikke-metalliske stoffer med økning i temperatur. Derfor er temperaturkoeffisienten for motstand negativ for ikke-metalliske stoffer og halvledere.
Hvis det er nesten ingen endring i motstand med temperatur, kan vi betrakte verdien av denne koeffisienten som null. Leget av constantan og manganin har en temperaturkoeffisient for motstand nær null.
Verdien av denne koeffisienten er ikke konstant; den avhenger av den opprinnelige temperaturen som motstandsøkningen er basert på.
Når økningen er basert på en opprinnelig temperatur på 0oC, er verdien av denne koeffisienten αo – som er ingenting annet enn det omvendte av det respektive infererte nullmotstandstemperaturen for stoffet.
Men ved noen andre temperatur, er temperaturkoeffisienten for elektrisk motstand ikke den samme som denne αo. Faktisk, for ethvert materiale, er verdien av denne koeffisienten maksimal ved 0oC temperatur.
Si verdien av denne koeffisienten av ethvert materiale ved enhver toC er αt, da kan dens verdi bestemmes av følgende ligning,
Verdien av denne koeffisienten ved en temperatur på t2oC i termer av den samme ved t1oC er gitt som,
Gjennomgang av Konseptet Temperaturkoeffisient for Motstand
Den elektriske motstanden til lederer som sølv, kobber, gull, aluminium, osv., avhenger av elektronenes kollisjonsprosess innenfor materialet.
Når temperaturen øker, blir denne elektronkollisjonsprosessen raskere, noe som fører til økt motstand med temperaturen i lederen. Motstanden av lederer øker generelt med økning i temperatur.
Hvis en leder har R1 motstand ved t1oC og temperaturen økes, blir motstanden R2 ved t
