Temperaturkoefficient för resistans (Formel och exempel)
Vad är temperatureffektkoefficienten för resistans?
Temperatureffektkoefficienten för resistans mäter förändringar i elektrisk resistans för något material per grad av temperaturförändring.
Låt oss ta en ledare med en resistans R0 vid 0oC och Rt vid toC, respektive.
Från ekvationen för resistansens variation med temperatur får vi
Denna αo kallas temperatureffektkoefficienten för resistans för det materialet vid 0oC.
Det är tydligt från ovanstående ekvation att förändringen i elektrisk resistans för något material på grund av temperatur beror huvudsakligen på tre faktorer –
resistansvärdet vid den inledande temperaturen,
temperaturökningen och
temperatureffektkoefficienten för resistans αo.
Denna αo varierar för olika material, så olika temperaturer är olika för olika material.
Så temperatureffektkoefficienten för resistans vid 0oC för något material är det reciproka värdet för det materialets infererade nollresistanstemp.
Hittills har vi diskuterat material vars resistans ökar med ökad temperatur. Men det finns många material vars elektriska resistans minskar med sänkt temperatur.
Faktiskt, i metaller, om temperaturen stiger, ökar den slumpmässiga rörelsen hos fria elektroner och interatomär vibration inuti metallen, vilket resulterar i fler kollisioner.
Flera kollisioner motverkar den smidiga flödet av elektroner genom metallen; därför ökar resistansen i metallen med temperaturökning. Så vi betraktar temperatureffektkoefficienten för resistans som positiv för metaller.
Men i halvledare eller andra icke-metaller, ökar antalet fria elektroner med ökad temperatur.
Eftersom vid högre temperatur, tillförs tillräckligt med värmeenergi till kristallen, bryts ett betydande antal kovalenta bindningar, och skapas därför fler fria elektroner.
Det innebär att om temperaturen stiger, kommer ett betydande antal elektroner till ledbanden från valensbanden genom att korsa det förbjudna energigapet.
Eftersom antalet fria elektroner ökar, minskar resistansen för detta typ av icke-metalliska material med ökad temperatur. Därför är temperatureffektkoefficienten för resistans negativ för icke-metalliska material och halvledare.
Om det inte finns någon betydande förändring i resistans med temperatur, kan vi betrakta värdet för denna koefficient som noll. Legern constantan och manganin har en nästan noll temperaturkoefficient för resistans.
Värdet för denna koefficient är inte konstant; det beror på den inledande temperaturen som resistansökningen baseras på.
När ökningen baseras på en inledande temperatur av 0oC, är värdet för denna koefficient αo – vilket är inget annat än det reciproka värdet för det respektive infererade nollresistanstemperaturen för materialet.
Men vid någon annan temperatur, är temperatureffektkoefficienten för elektrisk resistans inte densamma som denna αo. Faktiskt, för något material, är värdet för denna koefficient maximalt vid 0oC temperatur.
Säg att värdet för denna koefficient för något material vid någon toC är αt, då kan dess värde fastställas genom följande ekvation,
Värdet för denna koefficient vid en temperatur av t2oC i termer av samma vid t1oC ges som,
Granska begreppet temperatureffektkoefficient för resistans
Den elektriska resistansen hos ledare som silver, koppar, guld, aluminium, osv., beror på elektronernas kollisionprocess inuti materialet.
När temperaturen stiger, blir denna elektronkollisionprocess snabbare, vilket resulterar i ökad resistans med temperaturökningen i ledaren. Resistansen hos ledare ökar generellt med temperaturökning.
Om en ledare har R1 resistans vid t1oC och temperaturen stiger, blir dess resistans R2 vid t2
