Температурни коефицијент отпора: формула и метода мерења

Температурни коефицијент отпора: формула и метода мерења

У електротехничком или електронском инжењерству, када проток струје кроз жицу добије топлину због жице отпор . У савршеном стању, отпор мора бити „0“, међутим то се не дешава. Када се жица загреје, тада се отпор жице мења у зависности од температуре. Иако је пожељно да отпор мора остати стабилан и мора бити неовисан температура . Дакле, промена отпора за сваку промену степена унутар температуре назива се температурни коефицијент отпора (ТЦР). Генерално се означава симболом алфа (α). ТЦР чистог метала је позитиван, јер када се температура повећа тада ће се повећати отпор. Стога је неопходно направити високо тачне отпоре тамо где отпор не модификује легуре.



Који је температурни коефицијент отпора (ТЦР)?

Знамо да материјала има много и да имају одређени отпор. Отпор материјала се мења на основу промене температуре. Главни однос између промене температуре и промене отпора може се дати параметром који се назива ТЦР (температурни коефицијент отпора). Означава се симболом α (алфа).


На основу материјала који се може добити, ТЦР се раздваја у две врсте, као што су позитивни температурни коефицијент отпора (ПТЦР) и негативни температурни коефицијент отпора (НТЦР).





температурни коефицијент отпора

температурни коефицијент отпора

У ПТЦР, када се температура повећа, тада ће се повећати отпор материјала. На пример, у проводницима када се температура повећава тада се и отпор повећава. За легуре попут константана и манганина, отпор је прилично низак у одређеном температурном опсегу. За полупроводници као што су изолатори (гума, дрво), силицијум и германијум и електролити. отпор се смањује, а температура ће се повећати, тако да имају негативан ТЦР.



У металним проводницима, када се температура повећа, отпор ће се повећати због следећих фактора који укључују следеће.

  • Право на рани отпор
  • Пораст температуре.
  • На основу животног века материјала.

Формула за температурни коефицијент отпора

Отпор проводника може се израчунати на било којој одређеној температури из података о температури, то је ТЦР, његов отпор на типичној температури и рад температуре. Уопштено говорећи, температурни коефицијент формуле отпора може се изразити као


Р = Рреф(1 + α (Т - Треф))

Где

„Р“ је отпор на температури „Т“

‘Р.реф'Је отпор на температури „Треф“

„Α“ је ТЦР материјала

„Т“ је температура материјала у ° Целзијуса

„Треф“ је референтна температура за коју је наведен коефицијент температуре.

Тхе СИ јединица температурног коефицијента отпорности је по степену Целзијуса или (/ ° Ц)

Тхе јединица температурног коефицијента отпора је ° Целзијуса

Обично је ТЦР (температурни коефицијент отпора) у складу са температуром од 20 ° Ц. Дакле, нормално се ова температура узима као нормална собна температура. Према томе температурни коефицијент извођења отпора обично ово узима у опис:

Р = Р20 (1 + α20 (Т-20))

Где

‘Р20’ је отпор на 20 ° Ц

„Α20“ је ТЦР на 20 ° Ц

ТЦР од отпорници је позитиван, негативан, иначе константан у фиксном опсегу температуре. Одабир исправног отпорника могао би зауставити потребу за температурном компензацијом. За мерење температуре у неким применама потребан је велики ТЦР. Отпорници намењени за ове примене познати су као термистори , који имају ПТЦ (позитиван температурни коефицијент отпора) или НТЦ (негативни температурни коефицијент отпора).

Позитивни температурни коефицијент отпора

ПТЦ се односи на неке материјале који доживе када се температура повиси, а затим се повећа и електрични отпор. Материјали који имају већи коефицијент тада показују брз пораст са температуром. ПТЦ материјал је дизајниран да постигне највећу температуру која се користи за дати и / п напон, јер ће у одређеном тренутку, када се температура повећа, електрични отпор бити повећан. Позитивни температурни коефицијент отпорних материјала је самоограничавајући се, природно не као НТЦ материјали или линеарно отпорно загревање. Неки од материјала попут ПТЦ гуме такође имају експоненцијално растући коефицијент температуре

Негативни температурни коефицијент отпора

НТЦ се односи на неке материјале који искуси када се температура повиси, а затим се смањи и електрични отпор. Материјали са нижим коефицијентом показују брзи пад са температуром. НТЦ материјали се углавном користе за израду граничника струје, термистора и сензори температуре .

Метода мерења ТЦР

ТЦР отпорника може се одредити израчунавањем вредности отпора у одговарајућем опсегу температура. ТЦР се може измерити када је нормални нагиб вредности отпора изнад овог интервала. За линеарне релације ово је прецизно јер је температурни коефицијент отпора стабилан на свакој температури. Али, постоји неколико материјала који имају коефицијент попут нелинеарног. На пример, нихром је популарна легура која се користи за отпорнике, а главна веза између ТЦР и температуре није линеарна.

Како се ТЦР мери попут нормалног нагиба, врло је важно идентификовати интервал ТЦР и температуре. ТЦР се може израчунати помоћу стандардизоване методе попут технике МИЛ-СТД-202 за опсег температуре од -55 ° Ц до 25 ° Ц и 25 ° Ц до 125 ° Ц. Зато што је максимална израчуната вредност идентификована као ТЦР. Ова техника често делује горе, указујући на отпорник намењен за ниско захтевне примене.

Температурни коефицијент отпора за неке материјале

ТЦР неких материјала на температури од 20 ° Ц је наведен у наставку.

  • За материјал сребра (Аг), ТЦР је 0,0038 ° Ц
  • За бакарни (Цу) материјал, ТЦР је 0,00386 ° Ц
  • За материјал злата (Ау), ТЦР је 0,0034 ° Ц
  • За алуминијум (Ал) материјал, ТЦР је 0,00429 ° Ц
  • За волфрам (В) материјал, ТЦР је 0,0045 ° Ц
  • За материјал гвожђа (Фе), ТЦР је 0,00651 ° Ц
  • За платинасти (Пт) материјал, ТЦР је 0,003927 ° Ц
  • За материјал Манганин (Цу = 84% + Мн = 12% + Ни = 4%), ТЦР је 0,000002 ° Ц
  • За материјал живе (Хг), ТЦР је 0,0009 ° Ц
  • За нихром (Ни = 60% + Цр = 15% + Фе = 25%) материјал, ТЦР је 0,0004 ° Ц
  • За Цонстантан (Цу = 55% + Ни = 45%) материјал, ТЦР је 0,00003 ° Ц
  • За угљенични (Ц) материјал, ТЦР је - 0,0005 ° Ц
  • За германијум (Ге) материјал, ТЦР је - 0,05 ° Ц
  • За силицијум (Си) материјал, ТЦР је - 0,07 ° Ц
  • За месинг (Цу = 50 - 65% + Зн = 50 - 35%) материјал, ТЦР је 0,0015 ° Ц
  • За материјал никла (Ни), ТЦР је 0,00641 ° Ц
  • За лимени (Сн) материјал, ТЦР је 0,0042 ° Ц
  • За материјал цинка (Зн), ТЦР је 0,0037 ° Ц
  • За материјал мангана (Мн), ТЦР је 0,00001 ° Ц
  • За материјал тантала (Та), ТЦР је 0,0033 ° Ц

ТЦР експеримент

Тхе температурни коефицијент експеримента отпора т је објашњено у наставку.

објективан

Главни циљ овог експеримента је открити ТЦР дате завојнице.

Апарати

Апарати овог експеримента углавном укључују повезујуће жице, Цареи фостер бридге, кутију отпора, оловни акумулатор, једносмерни кључ, непознати мали отпорник, џокеј, галванометар итд.

Опис

Цареи фостер бридге је углавном сличан мосту, јер овај мост може бити дизајниран са 4 отпора попут П, К, Р & Кс и они су међусобно повезани.

житни камен-мост

Вхеатстоне-бридге

У наведеном Вхетстоне-ов мост , галванометар (Г), оловни акумулатор (Е) и тастери галванометра и акумулатора су К1 и К респективно.

Ако се вредности отпора промене, тада кроз „Г“ нема струје струје, а непознати отпор може се одредити било којим од три позната отпора попут П, К, Р & Кс. Следећи однос се користи за одређивање непознатог отпора.

П / К = Р / Кс

Цареи фостер бридге може се користити за израчунавање разлике између два готово једнака отпора, а познавање једне вредности може израчунати другу вредност. У овој врсти моста, последњи отпори се уклањају у прорачуну. То је предност и стога је лако користи за израчунавање познатог отпора.

цареи-фостер-бридге

Цареи-Фостер-Бридге

Једнаки отпори попут П & К повезани су у унутрашње празнине 2 и 3, типични отпор 'Р' може се повезати унутар зазора1, а 'Кс' (непознати отпор) је повезан унутар зазора4. ЕД је дужина балансирања која се може израчунати са „Е“ краја. По принципу Вхетстоне Бридге

П / К = Р + а + л1ρ / Кс + б + (100-1л) ρ

У горњој једначини, а & б су крајње модификације на крају Е & Ф и отпор дужине сваке јединице у мостној жици. Ако је ово испитивање континуирано променом Кс & Р, дужина балансирања 'л2' израчунава се од краја Е.

П / К = Кс + а + 12 ρ / Р + б + (100-12) ρ

Из горње две једначине,

Кс = Р + ρ (11 -12)

Нека су л1 & л2 дужине балансирања након што се претходно испитивање изврши кроз типични отпор „р“ уместо „Р“ и уместо Кс, широку бакарну траку отпора „0“.

0 = р + ρ (11 ’-12’) или ρ = р / 11 ’-12’

Ако су отпори завојнице Кс1 и Кс2 на температурама попут т1оц & т2оц, тада је ТЦР

Α = Кс2 - Кс1 / (Кс1т2 - Кс2т1)

А такође ако су отпори завојнице Кс0 и Кс100 на температурама попут 0 ° и 100 ° Ц, тада је ТЦР

Α = Кс100 - Кс0 / (Кс0 к 100)

Дакле, овде се ради о температурном коефицијенту од отпор . Из горњих података коначно можемо закључити да је ово прорачун модификовања било које супстанце електричног отпора за сваки ниво промене температуре. Ево питања за вас, која је јединица температурног коефицијента отпора?