Kuidas kuumutamine mõjutab takistuse väärtust

Konkreetne metalli vastupidavus kuumutamisel suureneb see tänu aatomite liikumiskiiruse suurenemisele juhtmaterjalis temperatuuri tõusuga. Vastupidi, elektrolüütide ja kivisöe takistus kuumutamisel väheneb, sest nendes materjalides lisaks aatomite ja molekulide liikumiskiiruse suurendamisele suureneb vabade elektronide ja ioonide arv ruumalaühiku kohta.

Mõned sulamid, millel on kõrge vastupanunende koostises olevatest metallidest ei muuda nad kuumutamisel peaaegu üldse takistust (konstantaan, manganiin jne). Selle põhjuseks on sulamite ebakorrapärane struktuur ja elektronide väike keskmine vaba tee.

Väärtust, mis näitab takistuse suhtelist suurenemist materjali kuumutamisel 1 ° võrra (või vähenemist, kui seda jahutatakse 1 ° võrra), nimetatakse temperatuuri takistustegur.

Kui temperatuurikoefitsient on tähistatud α-ga, takistus se=20О läbi ρo, siis materjali kuumutamisel temperatuurini t1 on selle takistus p1 = ρo + αρo (t1 — to) = ρo (1 + (α(t1 — kuni ))

ja vastavalt R1 = Ro (1 + (α(t1 - kuni))

Vase, alumiiniumi ja volframi temperatuuritegur a on 0,004 1 / kraad. Seetõttu suureneb nende takistus 100 ° -ni kuumutamisel 40%. Raua puhul α = 0,006 1 / grad, messingi puhul α = 0,002 1 / grad, fehrali α jaoks = 0,0001 1 / grad, nikroomi puhul α = 0,0002 1 / grad, konstantaani puhul α = 0,000001 grad, 0,01 / 0,0 1/kraad. Kivisöel ja elektrolüütidel on negatiivne temperatuuritakistustegur. Enamiku elektrolüütide temperatuurikoefitsient on ligikaudu 0,02 1 / kraadi.

Juhtmete omadus muuta oma takistust sõltuvalt temperatuurist on kasutusel takistustermomeetrid... Takistuse mõõtmisel määratakse arvutusega keskkonna temperatuur.Kasutatakse konstantaani, manganiini ja teisi väga madala temperatuuritakistusteguriga sulameid teha šunte ja mõõteseadmete lisatakistusi.

Näide 1. Kuidas muutub takistus Ro raudtraati kuumutamisel temperatuuril 520 °? Raua temperatuuritegur a 0,006 1 / kraad. Vastavalt valemile R1 = Ro + Roα(t1 - to) = Ro + Ro 0,006 (520 - 20) = 4Ro, see tähendab, et raudtraadi takistus kuumutamisel 520 ° võrra suureneb 4 korda.

Näide 2. Alumiiniumjuhtmete takistus -20 ° juures on 5 oomi. Nende takistus on vaja kindlaks määrata temperatuuril 30 °.

R2 = R1 - αR1 (t2 - t1) = 5 + 0,004 x 5 (30 - (-20)) = 6 oomi.

Materjalide omadust muuta nende elektritakistust kuumutamisel või jahutamisel kasutatakse temperatuuri mõõtmiseks. Seega kasutatakse temperatuuride mõõtmiseks vahemikus -200 kuni + 600 ° termotakistusi, mis on kvartsis sulatatud plaatina või puhta nikkeltraadid.Suure negatiivse teguriga tahkis-RTD-sid kasutatakse temperatuuride täpseks mõõtmiseks kitsamates vahemikes.

Temperatuuride mõõtmiseks kasutatavaid pooljuhtide RTD-sid nimetatakse termistoriteks.

Termistoritel on kõrge negatiivne temperatuuritakistustegur, see tähendab, et kuumutamisel nende takistus väheneb. Termistorid valmistatud oksiid- (oksüdeeritud) pooljuhtmaterjalidest, mis koosnevad kahe või kolme metalloksiidi segust.Enim levinud on vask-mangaani ja koobalt-mangaani termistorid. Viimased on temperatuuri suhtes tundlikumad.