电阻温度系数的计算方法(公式和示例)

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电阻温度系数的计算方法(公式和示例)

2024-04-18 18:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

什么是电阻温度系数?

电阻温度系数测量任何物质每度温度变化的电阻变化。

让我们取一根在 0 o C时电阻为 R 0的导体,在 t o C 时电阻为 R t的导体。从电阻随温度变化的方程,我们得到这个αo称为该物质在0 ℃时的电阻温度系数。从上面的方程可以看出,任何物质的电阻变化主要是由温度引起的取决于三个因素——

初始温度下的电阻值

温度的升高

电阻温度系数α o。

电阻温度系数

这个αo对于不同的材料是不同的,所以不同的材料不同的温度是不同的。

因此,任何物质在 0 o C 时的电阻温度系数是该物质推断的零电阻温度的倒数。

到目前为止,我们已经讨论了电阻随温度升高而增加的材料。尽管如此,仍有许多材料的电阻随着温度的降低而降低。

实际上,在金属中,如果温度升高,自由电子的随机运动和金属内部的原子间振动会增加,从而导致更多的碰撞。

更多的碰撞会阻碍电子通过金属的顺畅流动;因此金属的电阻随着温度的升高而增加。因此,我们将电阻温度系数视为金属的正值。

但在半导体或其他非金属中,自由电子的数量随着温度的升高而增加。

因为在更高的温度下,由于向晶体提供了足够的热能,大量的共价键被破坏,因此产生了更多的自由电子。

这意味着如果温度升高,大量电子通过禁带从价带进入导带。

随着自由电子数的增加,这种非金属物质的电阻随着温度的升高而降低。因此,非金属物质和半导体的电阻温度系数为负。

如果电阻随温度几乎没有变化,我们可以认为这个系数的值为零。康铜锰合金的电阻温度系数几乎为零。

这个系数的值不是恒定的;它取决于电阻增量所基于的初始温度。

当增量基于 0°C 的初始温度时,该系数的值是 α o - 这不过是相应推断的物质零电阻温度的倒数。

但在任何其他温度下,电阻的温度系数与此α o不同。实际上,对于任何材料,该系数的值在 0°C 温度下最大。

回顾电阻温度系数的概念

银、铜、金、铝等导体的电阻取决于电子在材料内的碰撞过程。

随着温度的升高,这种电子碰撞过程变得更快,从而导致电阻随着导体温度的升高而增加。导体的电阻一般随着温度的升高而升高。

如果导体在 t 1 o C 时具有 R 1电阻并升高温度,它的电阻在 t 2 o C时变为 R 2 。

随着温度升高 (t 2 – t 1 )的电阻升高 (R 2 – R 1 ) 取决于以下因素 -

某些材料或物质的电阻温度系数

下面列出了一些材料/物质在 20°C的电阻温度系数 :

温度对材料电阻温度系数的影响

材料的电阻温度系数也随温度而变化。

因此,如果我们知道材料在特定温度下的电阻温度系数,我们可以使用等式(6)找出材料在任何其他温度下的温度系数。

导电材料具有大的正电阻温度系数。因此,导电材料(金属)的电阻随着温度的升高而升高。

半导体和绝缘材料具有负温度系数的电阻。因此,半导体和绝缘体的电阻随着温度的升高而降低。

合金,如锰铜、康铜等,具有非常低的正电阻温度系数。

因此,合金的电阻随着温度的升高而增加。

尽管如此,与其他金属相比,这种电阻的上升非常低(几乎可以忽略不计),这使得这些合金适用于测量仪器。

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