Kuinka lämmitys vaikuttaa vastusarvoon
Erityinen metallin kestävyys kuumennettaessa se kasvaa johdinmateriaalissa olevien atomien liikkumisnopeuden lisääntymisen seurauksena lämpötilan noustessa. Päinvastoin, elektrolyyttien ja hiilen resistanssi laskee kuumennettaessa, koska näissä materiaaleissa atomien ja molekyylien liikkumisnopeuden lisäämisen lisäksi vapaiden elektronien ja ionien määrä tilavuusyksikköä kohti kasvaa.
Jotkut seokset, joissa on korkea vastusniiden metallien vastus ei juuri muutu kuumennettaessa (konstantaani, manganiini jne.). Tämä johtuu metalliseosten epäsäännöllisestä rakenteesta ja elektronien pienestä keskimääräisestä vapaasta polusta.
Arvoa, joka ilmaisee vastuksen suhteellisen kasvun, kun materiaalia kuumennetaan 1 °:lla (tai pieneneminen, kun sitä jäähdytetään 1 °), kutsutaan nimellä lämpötilavastuskerroin.
Jos lämpötilakerroin on merkitty α:lla, resistanssi kohdassa se=20О ρo:n kautta, niin kun materiaali kuumennetaan lämpötilaan t1, sen vastus on p1 = ρo + αρo (t1 — to) = ρo (1 + (α(t1 — ))
ja vastaavasti R1 = Ro (1 + (α(t1 - to))
Lämpötilakerroin a kuparille, alumiinille ja volframille on 0,004 1 / aste. Siksi 100 asteeseen kuumennettaessa niiden vastus kasvaa 40%. Raudalle α = 0,006 1 / grad, messingille α = 0,002 1 / grad, fehralle α = 0,0001 1 / grad, nikromille α = 0,0002 1 / grad, konstantaanille α = 0,00 man 0,0 1 / astetta. Hiilellä ja elektrolyyteillä on negatiivinen lämpötilavastuskerroin. Useimpien elektrolyyttien lämpötilakerroin on noin 0,02 1 / aste.
Johtojen ominaisuus muuttaa vastustaan lämpötilasta riippuen käytetään vastuslämpömittareita... Resistanssia mittaamalla ympäristön lämpötila määritetään laskennallisesti.Käytetään konstantaania, manganiinia ja muita seoksia, joilla on erittäin alhainen lämpötilavastuskerroin tehdä shuntteja ja mittalaitteiden lisävastuksia.
Esimerkki 1. Kuinka resistanssi muuttuu Ro-rautalanka, kun sitä kuumennetaan 520 °:ssa? Raudan lämpötilakerroin a 0,006 1 / astetta. Kaavan mukaan R1 = Ro + Roα(t1 - to) = Ro + Ro 0,006 (520 - 20) = 4Ro, eli rautalangan vastus kuumennettaessa 520 °:lla kasvaa 4 kertaa.
Esimerkki 2. Alumiinijohtimien resistanssi -20°:ssa on 5 ohmia. Niiden vastus on määritettävä 30 °:n lämpötilassa.
R2 = R1 - αR1 (t2 - t1) = 5 + 0,004 x 5 (30 - (-20)) = 6 ohmia.
Materiaalien ominaisuutta muuttaa sähkövastusta kuumennettaessa tai jäähtyessään käytetään lämpötilojen mittaamiseen. Siten lämpöresistanssit, jotka ovat platina- tai puhdasta nikkelilankoja, jotka on sulatettu kvartsiin, käytetään lämpötilojen mittaamiseen -200 - + 600 °.Kiinteän olomuodon RTD-mittareita, joilla on suuri negatiivinen kerroin, käytetään lämpötilan tarkkaan mittaamiseen kapeammilla alueilla.
Lämpötilojen mittaamiseen käytettäviä puolijohde-RTD:itä kutsutaan termistoreiksi.
Termistoreilla on korkea negatiivinen lämpötilavastuskerroin, eli kuumennettaessa niiden vastus pienenee. Termistorit valmistettu oksideista (hapettuneista) puolijohdemateriaaleista, jotka koostuvat kahden tai kolmen metallioksidin seoksesta.. Kupari-mangaani ja koboltti-mangaani termistorit ovat levinneimpiä. Jälkimmäiset ovat herkempiä lämpötilalle.