Temperaturni koeficient upora (Formula in primeri)
Kaj je koeficient uporotnosti glede na temperaturo?
Koeficient uporotnosti glede na temperaturo meri spremembe električne upornosti katerega koli snovi po stopinji spremembe temperature.
Razmislite o vodilu z upornostjo R0 pri 0oC in Rt pri toC, redno.
Iz enačbe variacije upornosti s temperaturo dobimo
Ta αo se imenuje koeficient uporotnosti glede na temperaturo te snovi pri 0oC.
Iz zgornje enačbe je jasno, da sprememba električne upornosti katere koli snovi zaradi temperature glavno odvisna je od treh faktorjev –
vrednost upornosti pri začetni temperaturi,
dvig temperature in
koeficient uporotnosti glede na temperaturo αo.
Ta αo je različen za različne material, zato so različne temperature različne za različne materiale.
Torej je koeficient uporotnosti glede na temperaturo pri 0oC katere koli snovi obratna vrednost navedene ničelne upornosti te snovi.
Dosedaj smo razpravljali o materialih, ki imajo povečano upornost s povečevanjem temperature. Vendar obstaja veliko materialov, katerih električna upornost pada s padanjem temperature.
V resnici, v metalu, če se temperatura poveča, se naključno gibanje prostih elektronov in medatomske vibracije znotraj metala povečata, kar povzroča več število stikov.
Več število stikov ovira gladko pretok elektronov skozi metal; zato se upornost metala poveča s povečevanjem temperature. Zato smatramo koeficient uporotnosti glede na temperaturo kot pozitiven za metale.
Vendar v polprevodnikih ali drugih nemetalnih snovih, se število prostih elektronov poveča s povečevanjem temperature.
Zaradi dovolj visoke temperature, zaradi zadostne toplinske energije, podane kristalu, se znatno število kovalentnih vezov prekine, zato se ustvari več proste elektronov.
To pomeni, da, če se temperatura poveča, znaten delež elektronov pride iz valentskih pasov v konduktivne pasove, preko prepovedanega energetskega korita.
Ker se število prostih elektronov poveča, upornost takšnih nemetalnih snovi pada s povečevanjem temperature. Zato je koeficient uporotnosti glede na temperaturo negativen za nemetalne snovi in polprevodnike.
Če je približno nobena sprememba upornosti z temperaturo, lahko vrednost tega koeficienta smatramo za nič. Zveza manganina in konstantana ima koeficient uporotnosti glede na temperaturo približno nič.
Vrednost tega koeficienta ni konstantna; odvisna je od začetne temperature, na kateri temelji povečanje upornosti.
Ko je povečanje temeljeno na začetni temperaturi 0oC, je vrednost tega koeficienta αo – ki ni nič drugega kot obratna vrednost ustreznega navedenega ničelnega upornostnega temperature te snovi.
Vendar na vsaki drugi temperaturi koeficient uporotnosti glede na temperaturo ni isti kot ta αo. V resnici je za kakršen koli material vrednost tega koeficienta največja pri 0oC temperaturi.
Recimo, da je vrednost tega koeficienta katere koli snovi pri toC αt, njen vrednost lahko določimo z naslednjo enačbo,
Vrednost tega koeficienta pri temperaturi t2oC v terminih istega pri t1oC je podana kot,
Pregled Koncepta Koeficienta Uporotnosti Glede na Temperaturo
Električna upornost vodil, kot so srebro, bakar, zlato, aluminij itd., je odvisna od procesa stikov elektronov znotraj materiala.
Ko se temperatura poveča, ta proces stikov elektronov postane hitrejši, kar povzroča povečano upornost s povečevanjem temperature vodil. Upornost vodil običajno raste s povečevanjem temperature.
Če ima vodil upornost R1 pri t1oC in se temperatura poveča, njegova upornost postane R
