电阻温度系数
您可能已经注意到,在特定电阻表上,所有数字都是在 20° 摄氏度的温度下指定的。如果您怀疑这意味着材料的电阻率可能会随温度变化,那么您是对的!
特定电阻表中标准温度(通常规定为 20 摄氏度)以外的任何温度下的导体电阻值必须通过另一个公式确定:
“alpha” (α) 常数被称为电阻温度系数 并表示每度温度变化的电阻变化系数。正如所有材料都具有一定的电阻率(在 20°C 时),它们也会变化 根据温度的一定数量的电阻。对于纯金属,这个系数是一个正数,意味着电阻增加 随着温度的升高。对于碳、硅和锗元素,该系数为负数,表示电阻减小 随着温度的升高。对于某些金属合金,电阻的温度系数非常接近于零,这意味着电阻几乎不会随温度变化而变化(如果您想用金属线构建精密电阻,这是一个很好的特性!)。下表给出了几种常见金属的电阻温度系数,包括纯金属和合金:
20 摄氏度时的电阻温度系数
* =含 99.5% 铁和 0.5% 碳的钢合金 tys
让我们看一个示例电路,看看温度如何影响导线电阻,进而影响电路性能:
该电路在标准温度下的总导线电阻(导线 1 + 导线 2)为 30 Ω。建立一个电压、电流和电阻值的表格,我们得到:
在摄氏 20 度时,我们在负载上获得 12.5 伏电压,并且导线电阻上总共下降了 1.5 伏 (0.75 + 0.75)。如果温度上升到摄氏 35 度,我们可以很容易地确定每根导线的电阻变化。假设使用铜线(α =0.004041)我们得到:
重新计算我们的电路值,我们看到这种温度升高会带来什么变化:
如您所见,由于温度升高,负载两端的电压下降(从 12.5 伏特到 12.42 伏特),而电线两端的压降上升(从 0.75 伏特到 0.79 伏特)。尽管这些变化可能看起来很小,但它们对于在发电厂和变电站、变电站和负载之间延伸数英里的电力线来说可能意义重大。事实上,电力公司在计算允许系统负载时,往往需要考虑季节性温度变化导致的线路电阻变化。
评论:
- 大多数导电材料会随着温度的变化而改变电阻率。这就是为什么总是在标准温度(通常为 20° 或 25° 摄氏度)下指定电阻率数字的原因。
- 每摄氏度温度变化的电阻变化系数称为电阻温度系数 .该因子由希腊小写字母“alpha”(α) 表示。
- 材料的正系数意味着其电阻随温度升高而增加。纯金属通常具有正电阻温度系数。通过合金化某些金属可以获得接近于零的系数。
- 材料的负系数意味着其电阻随温度升高而降低。半导体材料(碳、硅、锗)通常具有负的电阻温度系数。
- 用于确定导体在电阻表中规定的温度以外的某个温度下的电阻的公式如下:
相关工作表:
- 电阻温度系数工作表
工业技术