Como o aquecimento afeta o valor da resistência

Específico resistência do metal quando aquecido, aumenta como resultado do aumento da velocidade de movimento dos átomos no material condutor com o aumento da temperatura. Ao contrário, a resistência dos eletrólitos e do carvão diminui quando aquecida, pois nesses materiais, além de aumentar a velocidade de movimento dos átomos e moléculas, aumenta o número de elétrons e íons livres por unidade de volume.

Algumas ligas com alto resistênciade seus metais constituintes, eles dificilmente alteram a resistência quando aquecidos (constantan, manganin, etc.). Isso se deve à estrutura irregular das ligas e ao pequeno caminho livre médio dos elétrons.

Um valor que indica o aumento relativo da resistência quando o material é aquecido em 1 ° (ou diminui quando é resfriado em 1 °) é chamado coeficiente de temperatura de resistência.

Se o coeficiente de temperatura é denotado por α, resistência em se=20О até ρo, então quando o material é aquecido à temperatura t1, sua resistência é p1 = ρo + αρo (t1 — to) = ρo (1 + (α(t1 — para))

e, portanto, R1 = Ro (1 + (α(t1 — to))

O coeficiente de temperatura a para cobre, alumínio e tungstênio é 0,004 1 / grau. Portanto, quando aquecidos a 100 °, sua resistência aumenta em 40%. Para ferro α = 0,006 1 / grad, para latão α = 0,002 1 / grad, para fehral α = 0,0001 1 / grad, para nicromo α = 0,0002 1 / grad, para constantan α = 0,00001 1 / grad, para manganina α = 0,00004 1 / deg. O carvão e os eletrólitos têm um coeficiente de resistência de temperatura negativo. O coeficiente de temperatura para a maioria dos eletrólitos é de aproximadamente 0,02 1 / grau.

A propriedade dos fios de alterar sua resistência dependendo da temperatura é usada termômetros de resistência... Ao medir a resistência, a temperatura do ambiente é determinada por cálculo Constantan, manganina e outras ligas com coeficiente de resistência de temperatura muito baixo são usados para fazer derivações e resistências adicionais de dispositivos de medição.

Exemplo 1. Como a resistência mudará o fio de ferro Ro quando aquecido a 520 °? Coeficiente de temperatura a do ferro 0,006 1 / deg. De acordo com a fórmula R1 = Ro + Roα(t1 — to) = Ro + Ro 0,006 (520 — 20) = 4Ro, ou seja, a resistência do fio de ferro ao aquecer 520° aumentará 4 vezes.

Exemplo 2. Os fios de alumínio a -20 ° têm uma resistência de 5 ohms. É necessário determinar sua resistência a uma temperatura de 30 °.

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

A propriedade dos materiais de alterar sua resistência elétrica quando aquecidos ou resfriados é usada para medir temperaturas. Assim, as termorresistências, que são fios de platina ou níquel puro fundidos em quartzo, são utilizadas para medir temperaturas de -200 a +600°.Os RTDs de estado sólido com um grande fator negativo são usados ​​para medir temperaturas com precisão em faixas mais estreitas.

RTDs semicondutores usados ​​para medir temperaturas são chamados de termistores.

Os termistores têm um alto coeficiente de resistência de temperatura negativa, ou seja, quando aquecidos, sua resistência diminui. Termistores feitos de materiais semicondutores óxidos (oxidados) que consistem em uma mistura de dois ou três óxidos metálicos.Os termistores de cobre-manganês e cobalto-manganês são os mais amplamente distribuídos. Estes últimos são mais sensíveis à temperatura.