4 температурный коэффициент сопротивления определяется выражением
Обновлено: 02.05.2024
Определение и формула температурного коэффициента сопротивления
Сопротивление проводника (R) (удельное сопротивление) ( ) зависит от температуры. Эту зависимость при незначительных изменениях температуры ( ) представляют в виде функции:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ Температурным коэффициентом электрического сопротивления ( ) называют физическую величину, равную относительному приращению (R) участка цепи (или удельного сопротивления среды ( )), которое происходит при нагревании проводника на 1 o С. Математически определение температурного коэффициента сопротивления можно представить как:Величина служит характеристикой связи электросопротивления с температурой.
При температурах, принадлежащих диапазону , у большинства металлов рассматриваемый коэффициент остается постоянным. Для чистых металлов температурный коэффициент сопротивления часто принимают равным
Иногда говорят о среднем температурном коэффициенте сопротивления, определяя его как:
Температурный коэффициент сопротивления для разных веществ
Большая часть металлов имеет температурный коэффициент сопротивления больше нуля. Это означает, что сопротивление металлов с ростом температуры возрастает. Это происходит как результат рассеяния электронов на кристаллической решетке, которая усиливает тепловые колебания.
При температурах близких к абсолютному нулю (-273 o С) сопротивление большого числа металлов резко падает до нуля. Говорят, что металлы переходят в сверхпроводящее состояние.
Полупроводники, не имеющие примесей, обладают отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Их сопротивление при увеличении температуры уменьшается. Это происходит вследствие того, что увеличивается количество электронов, которые переходят в зону проводимости, значит, при этом увеличивается число дырок в единице объема полупроводника.
Растворы электролитов имеют . Сопротивление электролитов при увеличении температуры уменьшается. Это происходит потому, что рост количества свободных ионов в результате диссоциации молекул превышает увеличение рассеивания ионов в результате столкновений с молекулами растворителя. Надо сказать, что температурный коэффициент сопротивления для электролитов является постоянной величиной только в малом диапазоне температур.
Единицы измерения
Основной единицей измерения температурного коэффициента сопротивления в системе СИ является:
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1| Задание | Лампа накаливания, имеющая спираль из вольфрама включена в сеть с напряжением B, по ней идет ток А. Какой будет температура спирали, если при температуре o С она имеет сопротивление Ом? Температурный коэффициент сопротивления вольфрама . |
| Решение | В качестве основы для решения задачи используем формулу зависимости сопротивления от температуры вида: |
По закону Ома для участка цепи имеем:
Вычислим
Запишем уравнение связывающее сопротивление и температуру:
ПРИМЕР 2
После нагревания сопротивление реостата стало равно R, тогда через амперметр течет ток равный:
Читайте также: