Coeficiente de Temperatura de Resistência (Fórmula e Exemplos)
O que é o Coeficiente de Temperatura da Resistência?
O coeficiente de temperatura da resistência mede as mudanças na resistência elétrica de qualquer substância por grau de variação de temperatura.
Vamos considerar um condutor com uma resistência R0 a 0oC e Rt a toC, respectivamente.
A partir da equação da variação da resistência com a temperatura, obtemos
Este αo é chamado de coeficiente de temperatura da resistência dessa substância a 0oC.
A partir da equação acima, é claro que a mudança na resistência elétrica de qualquer substância devido à temperatura depende principalmente de três fatores –
o valor da resistência na temperatura inicial,
o aumento de temperatura e
o coeficiente de temperatura da resistência αo.
Este αo é diferente para diferentes materiais, então as temperaturas são diferentes em diferentes materiais.
Portanto, o coeficiente de temperatura da resistência a 0oC de qualquer substância é o recíproco da temperatura de resistência zero inferida dessa substância.
Até agora, discutimos os materiais cuja resistência aumenta com o aumento da temperatura. No entanto, existem muitos materiais cuja resistência elétrica diminui com a diminuição da temperatura.
Na verdade, nos metais, se a temperatura aumenta, o movimento aleatório dos elétrons livres e a vibração interatômica dentro do metal aumentam, resultando em mais colisões.
Mais colisões resistem ao fluxo suave de elétrons através do metal; portanto, a resistência do metal aumenta com o aumento da temperatura. Então, consideramos o coeficiente de temperatura da resistência como positivo para metais.
Mas em semicondutores ou outros não-metálicos, o número de elétrons livres aumenta com o aumento da temperatura.
Porque, a uma temperatura mais alta, devido à energia térmica suficiente fornecida ao cristal, um número significativo de ligações covalentes se rompe, e, portanto, mais elétrons livres são criados.
Isso significa que, se a temperatura aumenta, um número significativo de elétrons passa das bandas de valência para as bandas de condução, atravessando a lacuna de energia proibida.
À medida que o número de elétrons livres aumenta, a resistência desse tipo de substância não metálica diminui com o aumento da temperatura. Portanto, o coeficiente de temperatura da resistência é negativo para substâncias não metálicas e semicondutores.
Se houver aproximadamente nenhuma mudança na resistência com a temperatura, podemos considerar o valor deste coeficiente como zero. A liga de constantan e manganina tem um coeficiente de temperatura da resistência quase zero.
O valor deste coeficiente não é constante; ele depende da temperatura inicial sobre a qual o incremento de resistência é baseado.
Quando o incremento é baseado em uma temperatura inicial de 0oC, o valor deste coeficiente é αo – que nada mais é do que o recíproco da respectiva temperatura de resistência zero inferida da substância.
Mas em qualquer outra temperatura, o coeficiente de temperatura da resistência elétrica não é o mesmo que este αo. Na verdade, para qualquer material, o valor deste coeficiente é máximo a 0oC de temperatura.
Diz-se que o valor deste coeficiente de qualquer material a qualquer toC é αt, então seu valor pode ser determinado pela seguinte equação,
O valor deste coeficiente a uma temperatura de t2oC em termos do mesmo a t1oC é dado como,
Revisão do Conceito do Coeficiente de Temperatura da Resistência
A resistência elétrica de condutores como prata, cobre, ouro, alumínio, etc., depende do processo de colisão de elétrons dentro do material.
Conforme a temperatura aumenta, esse processo de colisão de elétrons torna-se mais rápido, resultando em maior resistência com o aumento da temperatura do condutor. A resistência dos condutores geralmente aumenta com o aumento da temperatura.
Se um condutor tem uma resistência R1 a t1oC e a temperatura aumenta, sua resistência torna-se R2 a t2oC.
