Teplotný koeficient odporu(α) - relatívna zmena odporu sekcie elektrický obvod alebo elektrický odpor materiálu pri zmene teploty o 1, vyjadrený v K -1. V elektronike sa používajú najmä odpory vyrobené zo špeciálnych kovových zliatin s nízkou hodnotou α, ako sú zliatiny manganínu alebo konštantánu, a polovodičové súčiastky s veľkými kladnými alebo zápornými hodnotami α (termistory). Fyzikálny význam teplotného koeficientu odporu vyjadruje rovnica:

kde DR- zmena elektrického odporu R keď sa teplota zmení o dT.

vodičov

Teplotná závislosť odporu pre väčšinu kovov je blízka lineárnej pre široký teplotný rozsah a je opísaná vzorcom:

RT R0- elektrický odpor pri počiatočnej teplote T 0 [Ohm]; α - teplotný koeficient odpor ; ∆T- zmena teploty, je TT 0 [K].

Pri nízkych teplotách je teplotná závislosť odporu vodičov určená Mathiesenovým pravidlom.

Polovodiče

Teplotná závislosť odporu NTC termistora

Pre polovodičové zariadenia, ako sú termistory, je teplotná závislosť odporu určená hlavne závislosťou koncentrácie nosiča náboja od teploty. Toto je exponenciálny vzťah:

RT- elektrický odpor pri teplote T [Ohm]; R∞- elektrický odpor pri teplote T = ∞ [Ohm]; W g- pásmová medzera - rozsah energetických hodnôt, ktoré elektrón nemá v ideálnom (bezdefektnom) kryštáli [eV]; k je Boltzmannova konštanta [eV/K].

Ak vezmeme logaritmus ľavej a pravej strany rovnice, dostaneme:

, kde je materiálová konštanta.

Teplotný koeficient odporu termistora je daný rovnicou:

Zo závislosti RT na T máme:

Zdroje

• Teoretické základy elektrotechniky: Učebnica: V 3 zväzkoch / V. S. Bojko, V. V. Bojko, Ju. F. Vydolob a i.; Pod celkom vyd. I. M. Čiženko, V. S. Bojko. - M.: ShTs "Publishing house" Polytechnic "", 2004. - Vol. 1: Stabilné režimy lineárnych elektrických obvodov so sústredenými parametrami. - 272 p: chorý. ISBN 966-622-042-3
• Shegedin A.I. Malyar V.S. Teoretické základy elektrotechniky. Časť 1: Návod pre študentov diaľkového štúdia elektrotechnických a elektromechanických odborov vysokých škôl. - M.: Magnolia plus, 2004. - 168 s.
• I. M. Kucheruk, I. T. Gorbačuk, P. P. Lutsik (2006). Všeobecný kurz fyzika: Učebnica v 3 zväzkoch V.2. elektrina a magnetizmus. Kyjev: Technika.

Teplotný koeficient elektrického odporu

Teplotný koeficient elektrického odporu- hodnota rovnajúca sa relatívnej zmene elektrického odporu časti elektrického obvodu alebo odporu látky so zmenou teploty na jednotku.

Teplotný koeficient odporu charakterizuje závislosť elektrického odporu od teploty a meria sa v kelvinoch na mínus prvý výkon (K ​​−1).

Tento termín sa tiež často používa "teplotný koeficient vodivosti". Rovná sa prevrátenej hodnote koeficientu odporu vzduchu.

Teplotná závislosť odolnosti kovu zliatin, plynov, dopované polovodiče A elektrolytov je zložitejšia.

Nadácia Wikimedia. 2010.

Pozrite sa, čo je "Teplotný koeficient elektrického odporu" v iných slovníkoch:

teplotný koeficient elektrického odporu materiálu vodiča- Pomer derivácie elektrického odporu materiálu vodiča vzhľadom na teplotu k tomuto odporu. [GOST 22265 76] Vodivé materiály … Technická príručka prekladateľa

Teplotný koeficient elektrického odporu materiálu vodiča- 29. Teplotný koeficient elektrického odporu materiálu vodiča Pomer derivácie elektrického odporu materiálu vodiča vzhľadom na teplotu k tomuto odporu Zdroj: GOST 22265 76: ... ...

GOST 6651-2009: Štátny systém na zabezpečenie jednotnosti meraní. Odporové termočlánky z platiny, medi a niklu. Všeobecné technické požiadavky a skúšobné metódy- Terminológia GOST 6651 2009: Štátny systém zabezpečenie jednotnosti meraní. Odporové termočlánky z platiny, medi a niklu. generál technické požiadavky a skúšobné metódy pôvodný dokument: 3,18 tepelný reakčný čas ... Slovník-príručka termínov normatívnej a technickej dokumentácie

GOST R 8.625-2006: Štátny systém na zabezpečenie jednotnosti meraní. Odporové teplomery vyrobené z platiny, medi a niklu. Všeobecné technické požiadavky a skúšobné metódy- Terminológia GOST R 8.625 2006: Štátny systém na zabezpečenie jednotnosti meraní. Odporové teplomery vyrobené z platiny, medi a niklu. Všeobecné technické požiadavky a skúšobné metódy pôvodný dokument: 3.18 tepelná reakčná doba: Čas ... Slovník-príručka termínov normatívnej a technickej dokumentácie

Bežné grafické označenie odporového teplomeru Odporový teplomer je elektronické zariadenie určené na meranie teploty a na základe závislosti elektrického odporu ... Wikipedia

Zariadenie na meranie teploty (pozri Temperature), ktorého princíp činnosti je založený na zmene elektrického odporu čistých kovov, zliatin a polovodičov s teplotou (na zvýšení odporu R so zvyšujúcou sa ... ...

hliník- (hliník) zliatiny a výroba hliníka, všeobecné charakteristiky Al Fyzické a Chemické vlastnosti hliník, výroba a prítomnosť Al v prírode, použitie hliníka Obsah Obsah Časť 1. Názov a história objavu. Časť 2. Všeobecné ...... Encyklopédia investora

Tepelný prietokomer je prietokomer, ktorý využíva na meranie prietoku kvapaliny alebo plynu efekt prenosu tepla z ohrievaného telesa pohybujúcim sa médiom. Existujú kalorimetrické a teplovodné merače. Obsah 1 ... ... Wikipedia

13 Horčík ← Hliník → Kremík B Al ↓ Ga ... Wikipedia

- (lat. Ferrum) Fe, chemický prvok skupiny VIII Mendelejevovho periodického systému; atómové číslo 26, atómová hmotnosť 55,847; lesklý strieborno biely kov. Prvok v prírode pozostáva zo štyroch stabilných izotopov: 54Fe (5,84%), ... ... Veľká sovietska encyklopédia

Koncentrácia voľných elektrónov n v kovový vodič s rastúcou teplotou zostáva prakticky nezmenená, ale ich priemerná rýchlosť tepelného pohybu sa zvyšuje. Zvyšujú sa aj vibrácie uzlov kryštálovej mriežky. Kvantum elastických kmitov média sa zvyčajne nazýva fonón. Malé tepelné vibrácie kryštálovej mriežky možno považovať za súbor fonónov. S nárastom teploty sa zvyšujú amplitúdy tepelných vibrácií atómov, t.j. zväčšuje sa prierez guľového objemu, ktorý zaberá vibrujúci atóm.

So stúpajúcou teplotou sa teda v dráhe elektrónového driftu pôsobením elektrického poľa objavuje stále viac prekážok. To vedie k poklesu priemerná dĺžka elektrónovou dráhou λ, pohyblivosť elektrónov klesá a v dôsledku toho klesá merná vodivosť kovov a zvyšuje sa rezistivita (obr. 3.3). Zmena merného odporu vodiča pri zmene jeho teploty o 3K, vztiahnutá na hodnotu merného odporu tohto vodiča pri danej teplote, sa nazýva teplotný koeficient odporu. TK ρ alebo Teplotný koeficient odporu sa meria v K-3. Teplotný koeficient odporu kovov je kladný. Ako vyplýva z vyššie uvedenej definície, diferenciálny výraz pre TK ρ vyzerá ako:

(3.9)

Podľa záverov elektrónovej teórie kovov by sa hodnoty čistých kovov v pevnom stave mali blížiť teplotnému koeficientu (TK) expanzie ideálnych plynov, t.j. 3: 273 = 0,0037. V skutočnosti pre väčšinu kovov ≈ 0,004 Niektoré kovy majú zvýšené hodnoty, vrátane feromagnetických kovov – železo, nikel a kobalt.

Všimnite si, že pre každú teplotu existuje hodnota teplotného koeficientu TK ρ. V praxi sa pre určitý teplotný rozsah používa priemerná hodnota TK ρ alebo :

, (3.10)

kde ρ3 A ρ2- špecifické odpory materiálu vodiča pri teplotách T3 A T2 v tomto poradí (s T2 > T3); existuje tzv priemerný teplotný koeficient odporu tohto materiálu v teplotnom rozsahu od T3 predtým T2.

Odpor vodiča (R) (odpor) () závisí od teploty. Táto závislosť s miernymi zmenami teploty () je prezentovaná ako funkcia:

kde - špecifický odpor vodiča pri teplote rovnajúcej sa 0 o C; je teplotný koeficient odporu.

DEFINÍCIA

teplotný koeficient elektrického odporu() hovor fyzikálne množstvo, ktorý sa rovná relatívnemu prírastku (R) časti obvodu (alebo odporu média ()), ktorý nastane, keď sa vodič zahreje o 1 o C. Matematicky možno definíciu teplotného koeficientu odporu znázorniť ako:

Hodnota slúži ako charakteristika vzťahu medzi elektrickým odporom a teplotou.

Pri teplotách patriacich do rozsahu pre väčšinu kovov zostáva uvažovaný koeficient konštantný. Pre čisté kovy sa teplotný koeficient odporu často rovná

Niekedy hovoria o priemernom teplotnom koeficiente odporu a definujú ho ako:

kde - priemerná hodnota teplotný koeficient v danom teplotnom rozsahu ().

Teplotný koeficient odporu pre rôzne látky

Väčšina kovov má teplotný koeficient odporu väčší ako nula. To znamená, že so zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje odolnosť kovov. K tomu dochádza v dôsledku rozptylu elektrónov kryštálovou mriežkou, ktorá zosilňuje tepelné vibrácie.

Pri teplotách blízkych absolútnej nule (-273 o C) odpor veľkého množstva kovov prudko klesá k nule. Hovorí sa, že kovy prechádzajú do supravodivého stavu.

Polovodiče, ktoré neobsahujú nečistoty, majú negatívny teplotný koeficient odporu. Ich odpor klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Je to spôsobené tým, že sa zvyšuje počet elektrónov, ktoré prechádzajú do vodivého pásma, čo znamená, že sa zvyšuje počet otvorov na jednotku objemu polovodiča.

Roztoky elektrolytov majú So zvyšujúcou sa teplotou klesá odpor elektrolytov. Je to preto, že nárast počtu voľných iónov v dôsledku disociácie molekúl prevyšuje nárast rozptylu iónov v dôsledku zrážok s molekulami rozpúšťadla. Treba povedať, že teplotný koeficient odporu pre elektrolyty je konštantná hodnota len v malom teplotnom rozsahu.

Jednotky

Základnou jednotkou na meranie teplotného koeficientu odporu v sústave SI je:

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Úloha	Žiarovka s volfrámovou špirálou je pripojená do siete s napätím B, preteká ňou prúd A. Aká bude teplota špirály, ak pri teplote o C má odpor Ohm? Teplotný koeficient odporu volfrámu .
Riešenie	Ako základ pre riešenie problému používame vzorec pre závislosť odporu od teploty formy: kde je odpor volfrámového vlákna pri teplote 0 o C. Vyjadríme z výrazu (1.1), máme: Podľa Ohmovho zákona pre časť obvodu máme: Vypočítať Napíšme rovnicu týkajúcu sa odporu a teploty: Urobme výpočty:
Odpoveď	K

PRÍKLAD 2

Úloha

Pri teplote je odpor reostatu rovnaký, odpor ampérmetra je rovnaký a ukazuje silu prúdu Reostat vyrobený zo železného drôtu je zapojený do série s ampérmetrom (obr. 1). Aký bude prietok prúdu cez ampérmeter, ak sa reostat zahreje na teplotu? Zvážte teplotný koeficient odporu železa rovný.

Kovové	Odpor ρ pri 20 ºС, Ohm*mm²/m	Teplotný koeficient odporu α, ºС -1
hliník
Železná oceľ)
Constantan
manganín

Teplotný koeficient odporu α ukazuje, o koľko sa zvyšuje odpor vodiča v 1 Ohm so zvýšením teploty (zahriatie vodiča) o 1 ºС.

Odpor vodiča pri teplote t sa vypočíta podľa vzorca:

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

r t \u003d r 20 *,

kde r 20 je odpor vodiča pri teplote 20 ºС, r t je odpor vodiča pri teplote t.

súčasná hustota

Medeným vodičom s prierezom S = 4 mm² tečie prúd I = 10 A. Aká je hustota prúdu?

Prúdová hustota J = I/S = 10 A/4 mm² = 2,5 A/mm².

[Prierezom 1 mm² tečie prúd I = 2,5 A; cez prierez S prúd tečie I = 10 A].

Cez prípojnicu rozvádzača s pravouhlým prierezom (20x80) mm² prechádza prúd I = 1000 A. Aká je hustota prúdu v prípojnici?

Prierez pneumatiky S = 20x80 = 1600 mm². súčasná hustota

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

Na cievke má drôt kruhový prierez s priemerom 0,8 mm a umožňuje prúdovú hustotu 2,5 A/mm². Ktoré prípustný prúd môže prechádzať drôtom (ohrievanie by nemalo prekročiť prípustnú hodnotu)?

Prierez drôtu S = π * d²/4 = 3/14*0,8²/4 ≈ 0,5 mm².

Prípustný prúd I = J*S = 2,5 A/mm² * 0,5 mm² = 1,25 A.

Prípustná prúdová hustota pre vinutie transformátora J = 2,5 A/mm². Vinutím prechádza prúd I \u003d 4 A. Aký by mal byť prierez (priemer) kruhovej časti vodiča, aby sa vinutie neprehrialo?

Plocha prierezu S = I/J = (4 A) / (2,5 A/mm²) = 1,6 mm²

Tento úsek zodpovedá priemeru drôtu 1,42 mm.

Izolovaný medený drôt s prierezom 4 mm² nesie maximálny povolený prúd 38 A (pozri tabuľku). Aká je povolená hustota prúdu? Na čo sú prípustné prúdové hustoty medené drôty prierez 1, 10 a 16 mm²?

jeden). Prípustná hustota prúdu

J = I/S = 38 A / 4 mm2 = 9,5 A/mm2.

2). Pre prierez 1 mm² je prípustná prúdová hustota (pozri tabuľku)

J = I/S = 16 A/1 mm2 = 16 A/mm2.

3). Pre prierez 10 mm² prípustná prúdová hustota

J = 70 A / 10 mm² = 7,0 A/mm²

4). Pre prierez 16 mm² je povolená prúdová hustota

J = I/S = 85 A/16 mm2 = 5,3 A/mm2.

Prípustná prúdová hustota klesá so zväčšujúcim sa prierezom. Tab. Platí pre elektrické vodiče s izoláciou triedy B.

Úlohy na samostatné riešenie

Vinutím transformátora musí pretekať prúd I = 4 A. Aký by mal byť prierez vodiča vinutia s prípustnou prúdovou hustotou J = 2,5 A / mm²? (S = 1,6 mm²)

Drôt s priemerom 0,3 mm nesie prúd 100 mA. Aká je aktuálna hustota? (J = 1,415 A/mm²)

Na vinutie elektromagnetu z izolovaného drôtu s priem

d \u003d 2,26 mm (bez izolácie) prechádza prúd 10 A. Aká je hustota

aktuálne? (J = 2,5 A/mm2).

4. Vinutie transformátora umožňuje prúdovú hustotu 2,5 A/mm². Prúd vo vinutí je 15 A. Aký najmenší prierez a priemer môže mať kruhový drôt (bez izolácie)? (v mm²; 2,76 mm).