Temperaturni koeficijent otpora(α) - relativna promjena otpora presjeka električno kolo ili električna otpornost materijala kada se temperatura promijeni za 1, izraženo u K -1. U elektronici se posebno koriste otpornici napravljeni od specijalnih legura metala sa niskom α vrijednošću, kao što su legure manganina ili konstantana, te poluvodičke komponente s velikim pozitivnim ili negativnim α vrijednostima (termistori). Fizičko značenje temperaturnog koeficijenta otpora izražava se jednadžbom:

gdje dR- promjena električnog otpora R kada se temperatura promeni za dT.

provodnici

Temperaturna ovisnost otpora za većinu metala je bliska linearnoj za širok raspon temperatura i opisuje se formulom:

R T R0- električni otpor na početnoj temperaturi T 0 [Ohm]; α - temperaturni koeficijent otpor ; ∆T- promjena temperature, je TT 0 [K].

Pri niskim temperaturama temperaturna ovisnost otpora provodnika određena je Mathiesenovim pravilom.

Poluprovodnici

Temperaturna ovisnost otpora NTC termistora

Za poluvodičke uređaje kao što su termistori, temperaturna ovisnost otpora je uglavnom određena ovisnošću koncentracije nosioca naboja o temperaturi. Ovo je eksponencijalni odnos:

R T- električni otpor na temperaturi T [Ohm]; R∞- električni otpor na temperaturi T = ∞ [Ohm]; W g- pojas - raspon energetskih vrijednosti koje elektron nema u idealnom (bez defekata) kristalu [eV]; k je Boltzmannova konstanta [eV / K].

Uzimajući logaritam lijeve i desne strane jednačine, dobivamo:

, gdje je materijalna konstanta.

Temperaturni koeficijent otpora termistora je dat jednadžbom:

Iz zavisnosti RT od T imamo:

Izvori

• Teorijske osnove elektrotehnike: Udžbenik: U 3 toma / V. S. Boyko, V. V. Boyko, Yu. F. Vydolob i dr.; Pod totalom ed. I. M. Čiženko, V. S. Bojko. - M.: ShTs "Izdavačka kuća" Politehnika "", 2004. - T. 1: Stabilni režimi linearnih električnih kola sa paušalnim parametrima. - 272 str.: ilustr. ISBN 966-622-042-3
• Šegedin A.I. Malyar V.S. Teorijske osnove elektrotehnike. 1. dio: Tutorial za studente učenja na daljinu elektrotehničkih i elektromašinskih specijalnosti visokoškolskih ustanova. - M.: Magnolia plus, 2004. - 168 str.
• I.M. Kucheruk, I.T. Gorbachuk, P.P. Lutsik (2006). Opšti kurs fizika: Udžbenik u 3 toma V.2. elektricitet i magnetizam. Kijev: Tehnika.

Temperaturni koeficijent električnog otpora

Temperaturni koeficijent električnog otpora- vrijednost jednaka relativnoj promjeni električnog otpora dijela električnog kola ili otpornosti tvari s promjenom temperature po jedinici.

Temperaturni koeficijent otpora karakterizira ovisnost električnog otpora o temperaturi i mjeri se u kelvinima na minus prvi stepen (K-1).

Termin se takođe često koristi "temperaturni koeficijent provodljivosti". Ona je jednaka recipročnoj vrijednosti koeficijenta otpora.

Temperaturna zavisnost otpora metala legure, gasovi, dopiranih poluprovodnika I elektroliti je složeniji.

Wikimedia fondacija. 2010 .

Pogledajte šta je "Temperaturni koeficijent električnog otpora" u drugim rječnicima:

temperaturni koeficijent električne otpornosti materijala provodnika- Odnos derivata električne otpornosti materijala provodnika u odnosu na temperaturu prema ovom otporu. [GOST 22265 76] Provodni materijali… Priručnik tehničkog prevodioca

Temperaturni koeficijent električne otpornosti materijala provodnika- 29. Temperaturni koeficijent električne otpornosti materijala provodnika Odnos derivata električne otpornosti materijala provodnika u odnosu na temperaturu prema ovom otporu Izvor: GOST 22265 76: ... ...

GOST 6651-2009: Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Otporni termoelementi od platine, bakra i nikla. Opšti tehnički zahtjevi i metode ispitivanja- Terminologija GOST 6651 2009: Državni sistem obezbeđivanje ujednačenosti merenja. Otporni termoelementi od platine, bakra i nikla. Generale tehnički zahtjevi i metode ispitivanja originalni dokument: 3.18 vrijeme termalne reakcije ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

GOST R 8.625-2006: Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Otporni termometri od platine, bakra i nikla. Opšti tehnički zahtjevi i metode ispitivanja- Terminologija GOST R 8.625 2006: Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Otporni termometri od platine, bakra i nikla. Opšti tehnički zahtjevi i metode ispitivanja originalni dokument: 3.18 Vrijeme termalne reakcije: Vrijeme ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

Konvencionalna grafička oznaka otpornog termometra Otporni termometar je elektronski uređaj dizajniran za mjerenje temperature i zasnovan na ovisnosti električnog otpora ... Wikipedia

Uređaj za mjerenje temperature (vidi Temperatura), čiji se princip rada temelji na promjeni električnog otpora čistih metala, legura i poluprovodnika s temperaturom (na porastu otpora R s povećanjem ... ...

Aluminijum- (Aluminijum) Legure i proizvodnja aluminijuma, opšte karakteristike Al Physical i Hemijska svojstva aluminijum, proizvodnja i prisustvo Al u prirodi, primena aluminijuma Sadržaj Sadržaj Odeljak 1. Naziv i istorija otkrića. Odjeljak 2. Općenito ... ... Enciklopedija investitora

Termalni mjerač protoka je mjerač protoka koji koristi učinak prijenosa topline sa zagrijanog tijela pokretnim medijem za mjerenje brzine protoka tekućine ili plina. Postoje kalorimetrijska i vruća žica. Sadržaj 1 ... ... Wikipedia

13 Magnezijum ← Aluminijum → Silicijum B Al ↓ Ga ... Wikipedia

- (lat. Ferrum) Fe, hemijski element VIII grupe Mendeljejevljevog periodnog sistema; atomski broj 26, atomska masa 55.847; sjajni srebrno bijeli metal. Element u prirodi sastoji se od četiri stabilna izotopa: 54Fe (5,84%), ... ... Velika sovjetska enciklopedija

Koncentracija slobodnih elektrona n in metalni provodnik sa povećanjem temperature ostaje praktično nepromijenjena, ali se njihova prosječna brzina toplinskog kretanja povećava. Vibracije čvorova kristalne rešetke također se povećavaju. Kvant elastičnih oscilacija medija se obično naziva phonon. Male termičke vibracije kristalne rešetke mogu se smatrati skupom fonona. Sa porastom temperature povećavaju se amplitude toplotnih vibracija atoma, tj. poprečni presjek sfernog volumena koji zauzima vibrirajući atom se povećava.

Dakle, kako temperatura raste, sve više i više prepreka se pojavljuje na putu odnošenja elektrona pod djelovanjem električnog polja. To dovodi do smanjenja prosečna dužina slobodna putanja elektrona λ, mobilnost elektrona se smanjuje i, kao rezultat, smanjuje se specifična provodljivost metala i povećava otpornost (slika 3.3). Promjena otpornosti vodiča sa promjenom njegove temperature za 3K, koja se odnosi na vrijednost otpornosti ovog vodiča na datoj temperaturi, naziva se temperaturni koeficijent otpornosti TK ρ ili Temperaturni koeficijent otpornosti se mjeri u K -3. Temperaturni koeficijent otpornosti metala je pozitivan. Kao što slijedi iz gornje definicije, diferencijalni izraz za TK ρ izgleda kao:

(3.9)

Prema zaključcima elektronske teorije metala, vrijednosti čistih metala u čvrstom stanju trebale bi biti bliske temperaturnom koeficijentu (TK) ekspanzije idealnih plinova, tj. 3: 273 = 0,0037. Zapravo, za većinu metala, ≈ 0,004 Neki metali imaju povišene vrijednosti, uključujući feromagnetne metale - željezo, nikal i kobalt.

Imajte na umu da za svaku temperaturu postoji vrijednost temperaturnog koeficijenta TK ρ. U praksi se za određeni temperaturni raspon koristi prosječna vrijednost TK ρ ili :

, (3.10)

gdje ρ3 I ρ2- specifični otpori materijala provodnika na temperaturama T3 I T2 respektivno (sa T2 > T3); postoji tzv prosječni temperaturni koeficijent otpornosti ovog materijala u temperaturnom rasponu od T3 prije T2.

Otpor provodnika (R) (otpornost) () zavisi od temperature. Ova ovisnost s malim promjenama temperature () predstavljena je kao funkcija:

gdje je - specifični otpor provodnika na temperaturi od 0 o C; je temperaturni koeficijent otpora.

DEFINICIJA

temperaturni koeficijent električnog otpora() poziv fizička količina, jednak relativnom prirastu (R) preseka kola (ili otpornosti medija ()) koji nastaje kada se provodnik zagreje za 1 o C. Matematički, definicija temperaturnog koeficijenta otpora može se predstaviti kao:

Vrijednost služi kao karakteristika odnosa između električnog otpora i temperature.

Na temperaturama koje pripadaju opsegu , za većinu metala, koeficijent koji se razmatra ostaje konstantan. Za čiste metale, temperaturni koeficijent otpornosti se često uzima jednakim

Ponekad govore o prosječnom temperaturnom koeficijentu otpornosti, definirajući ga kao:

gdje - prosječna vrijednost temperaturni koeficijent u datom temperaturnom opsegu ().

Temperaturni koeficijent otpornosti za različite supstance

Većina metala ima temperaturni koeficijent otpora veći od nule. To znači da otpor metala raste s porastom temperature. To se događa kao rezultat raspršivanja elektrona kristalnom rešetkom, koja pojačava termalne vibracije.

Na temperaturama blizu apsolutne nule (-273 o C), otpor velikog broja metala naglo pada na nulu. Za metale se kaže da prelaze u supravodljivo stanje.

Poluprovodnici koji ne sadrže nečistoće imaju negativan temperaturni koeficijent otpora. Njihov otpor opada sa porastom temperature. To je zbog činjenice da se povećava broj elektrona koji prolaze u pojas vodljivosti, što znači da se povećava broj rupa po jedinici volumena poluvodiča.

Otopine elektrolita imaju Otpor elektrolita opada s povećanjem temperature. To je zato što povećanje broja slobodnih jona kao rezultat disocijacije molekula premašuje povećanje rasejanja jona kao rezultat sudara sa molekulima rastvarača. Mora se reći da je temperaturni koeficijent otpornosti za elektrolite konstantna vrijednost samo u malom temperaturnom rasponu.

Jedinice

Osnovna jedinica za mjerenje temperaturnog koeficijenta otpora u SI sistemu je:

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Zadatak	Lampa sa žarnom niti sa spiralom od volframa spojena je na mrežu napona B, kroz nju teče struja A. Kolika će biti temperatura spirale ako na temperaturi od o C ima otpor od Ohma? Temperaturni koeficijent otpornosti volframa .
Rješenje	Kao osnovu za rješavanje problema koristimo formulu za ovisnost otpora o temperaturi oblika: gdje je otpor volframove niti na temperaturi od 0 o C. Iz izraza (1.1) izražavamo: Prema Ohmovom zakonu za dio kola imamo: Izračunaj Napišimo jednačinu koja se odnosi na otpor i temperaturu: Uradimo proračune:
Odgovori	K

PRIMJER 2

Zadatak

Pri temperaturi je otpor reostata jednak, otpor ampermetra jednak i pokazuje jačinu struje Reostat, napravljen od željezne žice, povezan je serijski sa ampermetrom (slika 1). Koliki će protok struje kroz ampermetar ako se reostat zagrije na temperaturu? Smatramo da je temperaturni koeficijent otpora gvožđa jednak.

Metal	Otpornost ρ na 20 ºS, Ohm*mm²/m	Temperaturni koeficijent otpora α, ºS -1
Aluminijum
gvožđe (čelik)
Constantan
Manganin

Temperaturni koeficijent otpora α pokazuje koliko raste otpor provodnika u 1 Ohm s povećanjem temperature (zagrijavanje vodiča) za 1 ºS.

Otpor provodnika na temperaturi t izračunava se po formuli:

r t \u003d r 20 + α * r 20 * (t - 20 ºS)

r t \u003d r 20 *,

gdje je r 20 otpor provodnika na temperaturi od 20 ºS, r t je otpor provodnika na temperaturi t.

gustina struje

Kroz bakarni provodnik s površinom poprečnog presjeka S = 4 mm² teče struja I = 10 A. Kolika je gustina struje?

Gustina struje J = I/S = 10 A/4 mm² = 2,5 A/mm².

[Preko površine poprečnog presjeka od 1 mm² struja teče I = 2,5 A; svuda presjek S struja teče I = 10 A].

Kroz sabirnicu rasklopnog uređaja pravokutnog poprečnog presjeka (20x80) mm² prolazi struja I = 1000 A. Kolika je gustina struje u sabirnici?

Površina poprečnog presjeka gume S = 20x80 = 1600 mm². gustina struje

J = I/S = 1000 A/1600 mm² = 0,625 A/mm².

Na zavojnici žica ima kružni poprečni presjek prečnika 0,8 mm i omogućava gustoću struje od 2,5 A/mm². Koji dozvoljena struja može proći kroz žicu (zagrijavanje ne smije prelaziti dozvoljeno)?

Površina poprečnog presjeka žice S = π * d²/4 = 3/14*0,8²/4 ≈ 0,5 mm².

Dozvoljena struja I = J*S = 2,5 A/mm² * 0,5 mm² = 1,25 A.

Dozvoljena gustina struje za namotaj transformatora J = 2,5 A/mm². Kroz namotaj prolazi struja I \u003d 4 A. Koliki bi trebao biti poprečni presjek (prečnik) okruglog presjeka vodiča da se namotaj ne bi pregrijao?

Površina poprečnog presjeka S = I/J = (4 A) / (2,5 A/mm²) = 1,6 mm²

Ovaj dio odgovara prečniku žice od 1,42 mm.

Izolovana bakarna žica poprečnog presjeka od 4 mm² nosi maksimalnu dozvoljenu struju od 38 A (vidi tabelu). Kolika je dozvoljena gustina struje? Čemu služe dozvoljene gustine struje bakarne žice presjek 1, 10 i 16 mm²?

jedan). Dozvoljena gustina struje

J = I/S = 38 A / 4 mm² = 9,5 A/mm².

2). Za poprečni presjek od 1 mm², dozvoljena gustina struje (vidi tabelu)

J = I/S = 16 A / 1 mm² = 16 A/mm².

3). Za poprečni presjek od 10 mm² dozvoljena gustina struje

J = 70 A / 10 mm² = 7,0 A/mm²

4). Za poprečni presjek od 16 mm² dozvoljena gustina struje

J = I/S = 85 A / 16 mm² = 5,3 A/mm².

Dozvoljena gustina struje opada sa povećanjem poprečnog presjeka. Tab. Vrijedi za električne žice sa izolacijom B klase.

Zadaci za samostalno rješavanje

Kroz namotaj transformatora mora teći struja I = 4 A. Koliki bi trebao biti poprečni presjek žice za namotaje sa dozvoljenom gustinom struje J = 2,5 A / mm²? (S = 1,6 mm²)

Žica prečnika 0,3 mm nosi struju od 100 mA. Kolika je gustina struje? (J = 1,415 A/mm²)

Na namotaju elektromagneta od izolirane žice promjera

d \u003d 2,26 mm (bez izolacije) prolazi struja od 10 A. Kolika je gustina

trenutni? (J = 2,5 A/mm²).

4. Namotaj transformatora omogućava gustinu struje od 2,5 A/mm². Struja u namotu je 15 A. Koji je najmanji presjek i prečnik koji okrugla žica može imati (bez izolacije)? (u mm²; 2,76 mm).