Comment le chauffage affecte la valeur de résistance

Spécifique résistance aux métaux lorsqu'il est chauffé, il augmente en raison d'une augmentation de la vitesse de déplacement des atomes dans le matériau conducteur avec l'augmentation de la température. Au contraire, la résistance des électrolytes et du charbon diminue lorsqu'ils sont chauffés, car dans ces matériaux, en plus d'augmenter la vitesse de déplacement des atomes et des molécules, le nombre d'électrons et d'ions libres par unité de volume augmente.

Certains alliages à haute résistancede leurs métaux constitutifs, ils ne modifient guère la résistance lorsqu'ils sont chauffés (constantan, manganine, etc.). Cela est dû à la structure irrégulière des alliages et au petit libre parcours moyen des électrons.

Une valeur qui indique l'augmentation relative de la résistance lorsque le matériau est chauffé de 1 ° (ou diminue lorsqu'il est refroidi de 1 °) est appelée coefficient de température de résistance.

Si le coefficient de température est noté α, résistance à se=20О à ρo, alors lorsque le matériau est chauffé à la température t1, sa résistance est p1 = ρo + αρo (t1 — to) = ρo (1 + (α(t1 — à ))

et en conséquence R1 = Ro (1 + (α(t1 — to))

Le coefficient de température a pour le cuivre, l'aluminium et le tungstène est de 0,004 1 / degré. Par conséquent, lorsqu'ils sont chauffés à 100 °, leur résistance augmente de 40 %. Pour le fer α = 0,006 1 / grad, pour le laiton α = 0,002 1 / grad, pour le fehral α = 0,0001 1 / grad, pour le nichrome α = 0,0002 1 / grad, pour le constantan α = 0,00001 1 / grad , pour le manganin α = 0,00004 1 / deg. Le charbon et les électrolytes ont un coefficient de température de résistance négatif. Le coefficient de température pour la plupart des électrolytes est d'environ 0,02 1 / degré.

La propriété des fils de changer leur résistance en fonction de la température est utilisée thermomètres à résistance... En mesurant la résistance, la température de l'environnement est déterminée par calcul. Le constantan, le manganin et d'autres alliages à très faible coefficient de température de résistance sont utilisés pour réaliser des shunts et des résistances supplémentaires d'appareils de mesure.

Exemple 1. Comment la résistance changera-t-elle le fil de fer Ro lorsqu'il est chauffé à 520 °? Coefficient de température a du fer 0,006 1/deg. Selon la formule R1 = Ro + Roα(t1 - to) = Ro + Ro 0,006 (520 - 20) = 4Ro, c'est-à-dire que la résistance du fil de fer lorsqu'il est chauffé à 520 ° augmentera 4 fois.

Exemple 2. Les fils d'aluminium à -20° ont une résistance de 5 ohms. Il est nécessaire de déterminer leur résistance à une température de 30 °.

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

La propriété des matériaux de modifier leur résistance électrique lorsqu'ils sont chauffés ou refroidis est utilisée pour mesurer les températures. Ainsi, les thermorésistances, qui sont des fils de platine ou de nickel pur fondus dans du quartz, permettent de mesurer des températures de -200 à +600°.Les RTD à semi-conducteurs avec un grand facteur négatif sont utilisés pour mesurer avec précision les températures sur des plages plus étroites.

Les RTD semi-conducteurs utilisés pour mesurer les températures sont appelés thermistances.

Les thermistances ont un coefficient de température négatif élevé, c'est-à-dire que lorsqu'elles sont chauffées, leur résistance diminue. Thermistances Les thermistances cuivre-manganèse et cobalt-manganèse sont les plus répandues. Ces derniers sont plus sensibles à la température.