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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

材料 元素/合金 每摄氏度的“alpha” NickelElement0.005866IronElement0.005671MolybdenumElement0.004579TungstenElement0.004403AluminumElement0.004308CopperElement0.004041SilverElement0.003819PlatinumElement0.003729GoldElement0.003715ZincElement0.003847Steel * Alloy0.003NichromeAlloy0.00017Nichrome VAlloy0.00013ManganinAlloy +/- 0.000015ConstantanAlloy-0.000074

* =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。

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