Cómo el calentamiento afecta el valor de la resistencia

Específico resistencia metalica cuando se calienta, aumenta como resultado de un aumento en la velocidad de movimiento de los átomos en el material conductor al aumentar la temperatura. Por el contrario, la resistencia de los electrolitos y el carbón disminuye al calentarse, porque en estos materiales, además de aumentar la velocidad de movimiento de los átomos y moléculas, aumenta el número de electrones e iones libres por unidad de volumen.

Algunas aleaciones con alto resistenciade sus metales constituyentes, apenas cambian la resistencia cuando se calientan (constantán, manganina, etc.). Esto se debe a la estructura irregular de las aleaciones y al pequeño camino libre medio de los electrones.

Un valor que indica el aumento relativo de la resistencia cuando el material se calienta 1 ° (o disminuye cuando se enfría 1 °) se denomina coeficiente de temperatura de resistencia.

Si el coeficiente de temperatura se denota por α, resistencia en se=20О a través de ρo, entonces cuando el material se calienta a la temperatura t1, su resistencia es p1 = ρo + αρo (t1 — to) = ρo (1 + (α(t1 — a ))

y en consecuencia R1 = Ro (1 + (α(t1 — to))

El coeficiente de temperatura a para cobre, aluminio y tungsteno es de 0,004 1/grado. Por lo tanto, cuando se calienta a 100 °, su resistencia aumenta en un 40%. Para hierro α = 0,006 1 / grad, para latón α = 0,002 1 / grad, para fehral α = 0,0001 1 / grad, para nicromo α = 0,0002 1 / grad, para constantán α = 0,00001 1 / grad, para manganina α = 0,00004 1 / grado El carbón y los electrolitos tienen un coeficiente de temperatura de resistencia negativo. El coeficiente de temperatura para la mayoría de los electrolitos es de aproximadamente 0,02 1/grado.

La propiedad de los cables para cambiar su resistencia dependiendo de la temperatura se usa termómetros de resistencia... Al medir la resistencia, la temperatura del ambiente se determina por cálculo.Se usa Constantan, manganina y otras aleaciones con un coeficiente de resistencia de temperatura muy bajo para hacer shunts y resistencias adicionales de aparatos de medida.

Ejemplo 1. ¿Cómo cambiará la resistencia del alambre de hierro Ro cuando se calienta a 520 °? Coeficiente de temperatura a del hierro 0,006 1/grado. De acuerdo con la fórmula R1 = Ro + Roα(t1 — to) = Ro + Ro 0.006 (520 — 20) = 4Ro, es decir, la resistencia del alambre de hierro cuando se calienta 520 ° aumentará 4 veces.

Ejemplo 2. Los hilos de aluminio a -20° tienen una resistencia de 5 ohmios. Es necesario determinar su resistencia a una temperatura de 30 °.

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

La propiedad de los materiales de cambiar su resistencia eléctrica cuando se calientan o enfrían se usa para medir temperaturas. Así, las termorresistencias, que son hilos de platino o de níquel puro fundidos en cuarzo, se utilizan para medir temperaturas de -200 a +600°.Los RTD de estado sólido con un gran factor negativo se utilizan para medir con precisión temperaturas en rangos más estrechos.

Los RTD de semiconductores utilizados para medir temperaturas se denominan termistores.

Los termistores tienen un coeficiente de resistencia de temperatura negativo alto, es decir, cuando se calientan, su resistencia disminuye. Termistores hechos de óxido (oxidado) materiales semiconductores que consisten en una mezcla de dos o tres óxidos metálicos. Los termistores de cobre-manganeso y cobalto-manganeso son los más ampliamente distribuidos. Estos últimos son más sensibles a la temperatura.