كيف تؤثر التسخين على قيمة المقاومة

محدد مقاومة المعادن عند تسخينها ، تزداد نتيجة زيادة سرعة حركة الذرات في مادة الموصل مع زيادة درجة الحرارة. على العكس من ذلك ، تقل مقاومة الإلكتروليتات والفحم عند تسخينها ، لأنه في هذه المواد ، بالإضافة إلى زيادة سرعة حركة الذرات والجزيئات ، يزداد عدد الإلكترونات والأيونات الحرة لكل وحدة حجم.

بعض السبائك عالية مقاومةمن المعادن المكونة لها ، فإنها بالكاد تغير المقاومة عند تسخينها (Constantan ، manganin ، إلخ). هذا بسبب التركيب غير المنتظم للسبائك والمسار الحر الصغير للإلكترونات.

تسمى القيمة التي تشير إلى الزيادة النسبية في المقاومة عند تسخين المادة بمقدار 1 درجة (أو تنقص عندما يتم تبريدها بمقدار 1 درجة) معامل درجة حرارة المقاومة.

إذا تم الإشارة إلى معامل درجة الحرارة بواسطة α ، المقاومة عند se = 20О خلال ρo ، فعند تسخين المادة إلى درجة الحرارة t1 ، تكون مقاومتها p1 = ρo + αρo (t1 - to) = ρo (1 + (α (t1 - ل))

ووفقًا لذلك R1 = Ro (1 + (α (t1 - to))

معامل درجة الحرارة أ للنحاس والألمنيوم والتنغستن هو 0.004 1 / درجة. لذلك ، عند تسخينها إلى 100 درجة ، تزداد مقاومتها بنسبة 40 ٪. للحديد α = 0.006 1 / غراد ، للنحاس α = 0.002 1 / غراد ، ل fehral α = 0.0001 1 / غراد ، للنيكروم α = 0.0002 1 / غراد ، لـ Constantan α = 0.00001 1 / غراد ، لـ manganin α = 0.00004 1 / درجة. الفحم والكهارل لها معامل درجة حرارة سالب للمقاومة. معامل درجة الحرارة لمعظم الإلكتروليتات هو حوالي 0.02 1 / درجة.

يتم استخدام موازين الحرارة المقاومة لخاصية تغيير مقاومة الأسلاك حسب درجة الحرارة ... عن طريق قياس المقاومة ، يتم تحديد درجة حرارة البيئة عن طريق الحساب. يتم استخدام قسطنطين والمنجانين وسبائك أخرى ذات معامل درجة حرارة منخفض جدًا لعمل تحويلات ومقاومات إضافية لأجهزة القياس.

مثال 1. كيف ستتغير المقاومة سلك الحديد Ro عند تسخينه عند 520 درجة؟ معامل درجة الحرارة أ للحديد 0.006 1 / deg. وفقًا للصيغة R1 = Ro + Roα (t1 - to) = Ro + Ro 0.006 (520-20) = 4Ro ، أي أن مقاومة سلك الحديد عند تسخينه بمقدار 520 درجة ستزداد 4 مرات.

مثال 2. أسلاك الألمنيوم عند -20 درجة لها مقاومة 5 أوم. من الضروري تحديد مقاومتها عند درجة حرارة 30 درجة.

R2 = R1 - αR1 (t2 - t1) = 5 + 0.004 × 5 (30 - (-20)) = 6 أوم.

تستخدم خاصية تغيير المقاومة الكهربائية للمواد عند تسخينها أو تبريدها لقياس درجات الحرارة. وبالتالي ، يتم استخدام المقاومات الحرارية ، وهي أسلاك بلاتينية أو نيكل نقية مدمجة في الكوارتز ، لقياس درجات الحرارة من -200 إلى + 600 درجة.تُستخدم RTDs ذات الحالة الصلبة ذات العامل السلبي الكبير لقياس درجات الحرارة بدقة على نطاقات أضيق.

تسمى أجهزة RTD لأشباه الموصلات المستخدمة لقياس درجات الحرارة بالثرمستورات.

تحتوي الثرمستورات على معامل مقاومة درجة حرارة سالبة عالية ، أي عند تسخينها ، تقل مقاومتها. الثرمستورات مصنوعة من أكاسيد (مؤكسدة) مواد شبه موصلة تتكون من خليط من اثنين أو ثلاثة أكاسيد فلزية.الثرمستورات النحاس والمنغنيز والكوبالت والمنغنيز هي الأكثر انتشارًا. هذا الأخير أكثر حساسية لدرجة الحرارة.