2.2.2 Ellenállás értékfüggése a hőmérséklettől

iDevice ikon

Vegyünk egy darab fém huzalt és jelöljük a 20°C-on mért ellenállását Ro-val! A hőmérsékletet változtatva ΔR ellenállás változást tapasztalunk.

,

ahol a hőmérsékletváltozás (To az eredeti, T az új, magasabb hőmérséklet), α pedig az anyagra jellemző állandó, a hőfoktényező (Temperatúra Koefficiens). Az α hőfoktényező megmutatja, hogy az adott anyag 1 Ω ellenállású darabja 1°C változás hatására mennyivel változtatja értékét. α mértékegysége 1/°C.

Az új ellenállásértéket alapján számíthatjuk ki. , amelyből

.

Az α előjele lehet pozitív és negatív is.

Pozitív α (PTK): ha növekszik a hőmérséklet, akkor növekszik az anyag ellenállása, illetve ha csökken a hőmérséklet, csökken az ellenállás értéke is. Ilyen a fémek nagy része.

Negatív α (NTK): Az előbbinek az ellenkezője, tehát a hőmérsékletváltozással fordított arányban változik az ellenállás értéke. Ilyenek pl. a szén, félvezetők. Számításoknál figyelni kell az α és a ΔT előjelére is. ΔT negatív, ha az új hőmérséklet az eredeti alatt van.


iDevice ikon További ismeretek
Az összefüggésből következik, hogy a pozitív hőfoktényezőjű anyagok ellenállása csökken, ha hőmérsékletüket csökkentjük. Képletünk azonban csak a -50°C és a +200°C közötti tartományban írja le helyesen az ellenállás változását, ugyanis α csak ebben a tartományban állandó. Nagyon alacsony hőmérsékleten az ellenállás hirtelen nullára csökken, és az anyag szupravezetővé válik. A szupravezetőket előnyösen használhatnánk nagy áramok veszteségmentes vezetésére. Erre azonban csak kivételes esetekben kerülhet sor, mert az ismert anyagok szupravezető állapotához csupán néhány kelvin hőmérséklet tartozik (0 K = -273,6°C), amelyet előállítani rendkívül nehéz és költséges.

Néhány fontosabb anyag hőfoktényezője



« Előző | Következő »