Làm thế nào sưởi ấm ảnh hưởng đến giá trị điện trở

Cụ thể kháng kim loại khi được nung nóng, nó tăng lên do tốc độ chuyển động của các nguyên tử trong vật liệu dẫn điện tăng khi nhiệt độ tăng. Ngược lại, điện trở của chất điện phân và than giảm khi đun nóng, vì trong các vật liệu này, ngoài việc tăng tốc độ chuyển động của các nguyên tử và phân tử, số lượng electron và ion tự do trên một đơn vị thể tích tăng lên.

Một số hợp kim có hàm lượng cao sức chống cựcủa các kim loại cấu thành, chúng hầu như không thay đổi điện trở khi nung nóng (hằng số, manganin, v.v.). Điều này là do cấu trúc không đều của các hợp kim và quỹ đạo tự do trung bình nhỏ của các electron.

Giá trị biểu thị mức tăng tương đối của điện trở khi vật liệu được làm nóng 1 ° (hoặc giảm khi làm mát 1 °) được gọi là hệ số nhiệt độ của điện trở.

Nếu hệ số nhiệt độ được ký hiệu là α, điện trở tại se=20О đến ρo, thì khi vật liệu được nung nóng đến nhiệt độ t1, điện trở của nó là p1 = ρo + αρo (t1 — to) = ρo (1 + (α(t1 — đến ))

và theo đó R1 = Ro (1 + (α(t1 — đến))

Hệ số nhiệt độ a đối với đồng, nhôm, vonfram là 0,004 1/độ. Do đó, khi được làm nóng đến 100 °, điện trở của chúng tăng 40%. Đối với sắt α = 0,006 1 / grad, đối với đồng thau α = 0,002 1 / grad, đối với fehral α = 0,0001 1 / grad, đối với nichrom α = 0,0002 1 / grad, đối với hằng số α = 0,00001 1 / grad, đối với manganin α = 0,00004 1 / độ. Than và chất điện phân có hệ số nhiệt điện trở âm. Hệ số nhiệt độ của hầu hết các chất điện phân xấp xỉ 0,02 1/độ.

Đặc tính của dây dẫn thay đổi điện trở tùy thuộc vào nhiệt độ được sử dụng nhiệt kế điện trở... Bằng cách đo điện trở, nhiệt độ của môi trường được xác định bằng phép tính. Constantan, manganin và các hợp kim khác có hệ số điện trở nhiệt rất thấp được sử dụng để tạo song song và điện trở phụ của thiết bị đo lường.

Ví dụ 1. Điện trở của dây sắt Ro sẽ thay đổi như thế nào khi bị nung nóng ở 520°? Hệ số nhiệt độ a của sắt 0,006 1 / độ. Theo công thức R1 = Ro + Roα(t1 — to) = Ro + Ro 0,006 (520 — 20) = 4Ro, tức là điện trở của dây sắt khi bị nung nóng 520° sẽ tăng lên 4 lần.

Ví dụ 2. Dây nhôm ở -20° có điện trở 5 ôm. Cần xác định điện trở của chúng ở nhiệt độ 30 °.

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

Tính chất của vật liệu thay đổi điện trở khi được nung nóng hoặc làm mát được sử dụng để đo nhiệt độ. Do đó, nhiệt điện trở, là dây bạch kim hoặc niken nguyên chất được nung chảy trong thạch anh, được sử dụng để đo nhiệt độ từ -200 đến + 600 °.RTD trạng thái rắn có hệ số âm lớn được sử dụng để đo nhiệt độ chính xác trong phạm vi hẹp hơn.

RTD bán dẫn được sử dụng để đo nhiệt độ được gọi là nhiệt điện trở.

Nhiệt điện trở có hệ số điện trở nhiệt độ âm cao, nghĩa là khi bị nung nóng, điện trở của chúng giảm. điện trở nhiệt được làm bằng vật liệu bán dẫn oxit (bị oxy hóa) bao gồm hỗn hợp của hai hoặc ba oxit kim loại.Các điện trở nhiệt đồng-mangan và coban-mangan được phân bố rộng rãi nhất. Loại thứ hai nhạy cảm hơn với nhiệt độ.