ความร้อนส่งผลต่อค่าความต้านทานอย่างไร

เฉพาะเจาะจง ความต้านทานโลหะ เมื่อถูกความร้อนจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากความเร็วของการเคลื่อนที่ของอะตอมในวัสดุตัวนำเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม ความต้านทานของอิเล็กโทรไลต์และถ่านหินจะลดลงเมื่อได้รับความร้อน เนื่องจากในวัสดุเหล่านี้ นอกจากจะเพิ่มความเร็วของการเคลื่อนที่ของอะตอมและโมเลกุลแล้ว จำนวนของอิเล็กตรอนอิสระและไอออนต่อหน่วยปริมาตรก็เพิ่มขึ้นด้วย

โลหะผสมบางชนิดมีค่าสูง ความต้านทานจากโลหะที่เป็นส่วนประกอบ แทบไม่เปลี่ยนความต้านทานเมื่อถูกความร้อน (คอนสแตนแทน แมงกานีส ฯลฯ) นี่เป็นเพราะโครงสร้างที่ผิดปกติของโลหะผสมและเส้นทางอิสระของอิเล็กตรอนที่มีค่าเฉลี่ยน้อย

ค่าที่ระบุความต้านทานที่เพิ่มขึ้นสัมพัทธ์เมื่อวัสดุได้รับความร้อน 1 ° (หรือลดลงเมื่อถูกทำให้เย็นลง 1 °) เรียกว่า ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน.

ถ้าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแสดงด้วย α ความต้านทานที่ se=20О ถึง ρo จากนั้นเมื่อวัสดุได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิ t1 ความต้านทานของวัสดุคือ p1 = ρo + αρo (t1 — ถึง) = ρo (1 + (α(t1 — ถึง ))

และตามนั้น R1 = Ro (1 + (α(t1 — ถึง))

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ a สำหรับทองแดง อลูมิเนียม ทังสเตนคือ 0.004 1 / องศา ดังนั้นเมื่อถูกความร้อนถึง 100 ° ความต้านทานจะเพิ่มขึ้น 40% สำหรับเหล็ก α = 0.006 1 / grad สำหรับทองเหลือง α = 0.002 1 / grad สำหรับ fehral α = 0.0001 1 / grad สำหรับ nichrome α = 0.0002 1 / grad สำหรับ Constantan α = 0.00001 1 / Grad สำหรับแมงกานีส α = 0.00004 1 / องศา ถ่านหินและอิเล็กโทรไลต์มีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานต่ออุณหภูมิติดลบ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิสำหรับอิเล็กโทรไลต์ส่วนใหญ่อยู่ที่ประมาณ 0.02 1 / องศา

คุณสมบัติของสายไฟในการเปลี่ยนความต้านทานขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ใช้ เทอร์โมมิเตอร์ ความต้านทาน... เมื่อวัดค่าความต้านทานอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมจะถูกกำหนดโดยการคำนวณ ใช้ Constantan, แมงกานีสและโลหะผสมอื่น ๆ ที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิต่ำมาก เพื่อสร้าง shunts และความต้านทานเพิ่มเติมของอุปกรณ์วัด

ตัวอย่างที่ 1 ความต้านทานจะเปลี่ยนลวดเหล็ก Ro อย่างไรเมื่อได้รับความร้อนที่ 520 ° ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ a ของเหล็ก 0.006 1 / องศา ตามสูตร R1 = Ro + Roα(t1 — ถึง) = Ro + Ro 0.006 (520 — 20) = 4Ro นั่นคือความต้านทานของลวดเหล็กเมื่อได้รับความร้อน 520 °จะเพิ่มขึ้น 4 เท่า

ตัวอย่างที่ 2 สายอลูมิเนียมที่ -20 °มีความต้านทาน 5 โอห์ม จำเป็นต้องกำหนดความต้านทานที่อุณหภูมิ 30 °

R2 = R1 — αR1 (t2 — t1) = 5 + 0.004 x 5 (30 — (-20)) = 6 โอห์ม

คุณสมบัติของวัสดุที่จะเปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้าเมื่อได้รับความร้อนหรือความเย็นจะถูกใช้เพื่อวัดอุณหภูมิ ดังนั้น เทอร์โมเรสซิสแตนซ์ซึ่งเป็นลวดแพลทินัมหรือนิกเกิลบริสุทธิ์ที่หลอมละลายในควอตซ์ จึงถูกนำมาใช้เพื่อวัดอุณหภูมิตั้งแต่ -200 ถึง +600°RTD แบบโซลิดสเตตที่มีปัจจัยลบมากใช้เพื่อวัดอุณหภูมิอย่างแม่นยำในช่วงที่แคบลง

สารกึ่งตัวนำ RTD ที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิเรียกว่าเทอร์มิสเตอร์

เทอร์มิสเตอร์มีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานต่ออุณหภูมิติดลบสูง นั่นคือ เมื่อถูกความร้อน ความต้านทานจะลดลง เทอร์มิสเตอร์ ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ออกไซด์ (ออกซิไดซ์) ซึ่งประกอบด้วยส่วนผสมของออกไซด์ของโลหะ 2 หรือ 3 ชนิด เทอร์มิสเตอร์เทอร์มิสเตอร์ชนิดทองแดง-แมงกานีสและโคบอลต์-แมงกานีสมีการกระจายอย่างกว้างขวางที่สุด หลังมีความไวต่ออุณหภูมิมากขึ้น