Hệ số nhiệt điện trở

     

Điện trở của dây dẫn (R) (điện trở suất) () nhờ vào vào sức nóng độ. Sự nhờ vào này với sự thay đổi nhiệt độ nhỏ dại () được trình bày dưới dạng một hàm:


trong kia - điện trở riêng biệt của vật dụng dẫn ở ánh nắng mặt trời bằng 0 o C; là hệ số nhiệt độ của năng lượng điện trở.

Bạn đang xem: Hệ số nhiệt điện trở

ĐỊNH NGHĨA

hệ số ánh nắng mặt trời của điện trở() là đại lượng đồ lý ngay số gia tương đối (R) của ngày tiết diện mạch (hoặc điện trở suất của môi hóa học ()) xuất hiện khi dây dẫn bị nung nóng thêm 1 o C. Về khía cạnh toán học, việc xác minh hệ số ánh nắng mặt trời của năng lượng điện trở hoàn toàn có thể được màn biểu diễn dưới dạng:


*

Giá trị này là một đặc trưng của mối quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ.

Ở các nhiệt độ nằm trong dãy, đối với hầu hết các kim loại, hệ số đang xét ko đổi. Đối với kim loại nguyên chất, thông số nhiệt độ của ánh nắng mặt trời thường được rước bằng

Đôi lúc họ nói tới hệ số ánh nắng mặt trời trung bình của điện trở, khái niệm nó là:


*

giá trị mức độ vừa phải của hệ số nhiệt độ vào một khoảng nhiệt độ khăng khăng ().

Hệ số ánh sáng của điện trở so với các chất khác nhau

Hầu hết những kim một số loại có thông số nhiệt độ của điện trở lớn hơn không. Điều này tức là điện trở của kim loại tăng khi ánh nắng mặt trời tăng. Điều này xảy ra do sự tán xạ của những điện tử vị mạng tinh thể, mạng tinh thể khuếch đại những dao đụng nhiệt.

Ở ánh sáng gần bởi không tuyệt vời (-273 o C), năng lượng điện trở của một trong những lượng lớn kim loại giảm to gan về không. Các kim loại được biết chuyển sang trọng trạng thái khôn xiết dẫn.

Chất cung cấp dẫn không lẫn tạp chất có hệ số nhiệt độ âm. Điện trở của chúng sút khi ánh sáng tăng. Điều này là do thực tiễn là số lượng các năng lượng điện tử đi vào vùng dẫn tăng lên, tức là số lượng lỗ trống trên một đơn vị chức năng thể tích của chất phân phối dẫn tăng lên.

Dung dịch điện phân có Điện trở của hóa học điện phân bớt khi ánh nắng mặt trời tăng. Điều này là vì sự ngày càng tăng số lượng các ion thoải mái do sự phân ly của các phân tử vượt thừa sự gia tăng sự phân tán của các ion vì chưng sự va va với những phân tử dung môi. Nên nói rằng hệ số nhiệt độ của năng lượng điện trở đối với chất năng lượng điện phân là một trong giá trị không đổi chỉ vào một khoảng nhiệt độ nhỏ.

Các đơn vị

Đơn vị cơ bạn dạng để đo thông số nhiệt độ của điện trở vào hệ si là:

Ví dụ về xử lý vấn đề

VÍ DỤ 1

Nhiệm vụ
Một bóng đèn sợi đốt tất cả hình xoắn bằng vonfram được mắc vào mạng điện có hiệu điện ráng B, gồm dòng năng lượng điện A chạy qua. ánh nắng mặt trời của vòng xoắn sẽ như thế nào nếu ở nhiệt độ o C, nó gồm điện trở là Ôm? thông số nhiệt độ của điện trở của vonfram
*

.
Giải pháp Để làm cơ sở cho vấn đề giải bài bác toán, bọn họ sử dụng phương pháp về sự phụ thuộc của điện trở vào ánh sáng có dạng:

Điện trở của dây tóc vonfram ở ánh nắng mặt trời 0 o là bao nhiêu C. Theo biểu thức (1.1), ta có:

Theo định qui định Ôm so với đoạn mạch ta có:


*

Tính toán


*

Hãy viết phương trình tương tác giữa năng lượng điện trở và nhiệt độ:

Hãy triển khai các phép tính:

Trả lời K

VÍ DỤ 2

Nhiệm vụ Ở một sức nóng độ, điện trở của ampe kế bằng nhau, năng lượng điện trở của ampe kế đều nhau và thể hiện cường độ mẫu điện Ampe kế làm bởi dây sắt mắc thông liền với ampe kế (Hình 1). Cường độ mẫu điện chạy qua ampe kế vẫn là bao nhiêu nếu đốt nóng ampe tiếp theo nhiệt độ? Coi thông số nhiệt độ của điện trở của sắt bằng.

Kim loại

Điện trở suất ρ ở 20 ºС, Ohm * mm² / m

Hệ số ánh sáng của năng lượng điện trở α, ºС -1

Nhôm

Sắt thép)

Constantan

Manganin

Hệ số ánh sáng của điện trở α cho thấy điện trở của vật dụng dẫn trong một Ohm tăng từng nào khi ánh sáng (sự đốt nóng của trang bị dẫn) tăng lên 1 ºС.

Điện trở của đồ vật dẫn ở ánh nắng mặt trời t được xem theo công thức:

r t u003d r trăng tròn + α * r đôi mươi * (t - 20 ºС)

trong kia r đôi mươi là năng lượng điện trở của vật dụng dẫn làm việc nhiệt độ 20 ºС, r t là năng lượng điện trở của trang bị dẫn ở ánh sáng t.

mật độ hiện tại tại

Dòng năng lượng điện I = 10 A chạy qua một dây dẫn đồng chất gồm tiết diện S = 4 mm². Tỷ lệ dòng điện là bao nhiêu?

Mật độ mẫu điện J = I / S = 10 A / 4 mm² = 2,5 A / mm².

.

Dòng điện I = 1000 A chạy qua thanh dòng của lắp thêm đóng cắt bao gồm tiết diện hình chữ nhật (20x80) mm². Tỷ lệ dòng năng lượng điện trong thanh dòng là bao nhiêu?


Diện tích mặt cắt ngang của lốp S = 20x80 = 1600 mm². Tỷ lệ hiện tại

J = I / S = 1000 A / 1600 mm² = 0,625 A / mm².

Ở cuộn dây bao gồm tiết diện tròn 2 lần bán kính 0,8 mm với cho tỷ lệ dòng năng lượng điện 2,5 A / mm². Cường độ loại điện chạy qua dây dẫn (đốt nóng không được vượt quá mức cho phép) là bao nhiêu?

Diện tích mặt phẳng cắt ngang của dây S = π * d² / 4 = 3/14 * 0,8² / 4 ≈ 0,5 mm².

Dòng điện có thể chấp nhận được I = J * S = 2,5 A / mm² * 0,5 mm² = 1,25 A.

Xem thêm: Cơ Năng Của Con Lắc Lò Xo - Viết Công Thức Động Năng, Thế Năng,

Mật độ cái điện có thể chấp nhận được đối với cuộn dây máy biến đổi áp J = 2,5 A / mm². Cái điện I u003d 4 A chạy qua dây quấn. Ngày tiết diện (đường kính) của ngày tiết diện tròn của dây dẫn phải ra sao để dây dẫn không trở nên quá nhiệt?

Diện tích mặt cắt ngang S = I / J = (4 A) / (2,5 A / mm²) = 1,6 mm²

Phần này tương ứng với đường kính dây là 1,42 mm.

Một dây đồng biện pháp điện gồm tiết diện 4 mm² mang mẫu điện về tối đa có thể chấp nhận được là 38 A (xem bảng). Mật độ dòng điện cho phép là bao nhiêu? mật độ dòng điện được cho phép đối với dây đồng gồm tiết diện 1, 10 với 16 mm² là bao nhiêu?

một). Tỷ lệ dòng điện mang đến phép

J = I / S = 38 A / 4mm² = 9,5 A / mm².

2). Đối với mặt cắt ngang 1 mm², tỷ lệ dòng điện có thể chấp nhận được (xem bảng)

J = I / S = 16 A / 1 mm² = 16 A / mm².

3). Đối với mặt phẳng cắt ngang 10 mm² mật độ dòng điện cho phép

J = 70 A / 10 mm² = 7,0 A / mm²

4). Đối với ngày tiết diện 16 mm² mật độ dòng điện mang đến phép

J = I / S = 85 A / 16 mm² = 5,3 A / mm².

Mật độ cái điện được cho phép giảm lúc tiết diện tăng. đưa hướng. Có hiệu lực so với dây dẫn điện gồm lớp bí quyết điện B.

Nhiệm vụ cho giải pháp độc lập

Phải có dòng năng lượng điện I = 4 A chạy qua cuộn dây của sản phẩm biến áp thì tiết diện của dây quấn có tỷ lệ dòng điện được cho phép J = 2,5 A / mm² đề nghị là bao nhiêu? (S = 1,6 mm²)

Một dây dẫn có 2 lần bán kính 0,3 milimet mang dòng điện 100 mA. Tỷ lệ dòng điện là bao nhiêu? (J = 1,415 A / mm²)

Trên cuộn dây của một nam châm điện xuất phát từ 1 dây dẫn giải pháp điện tất cả đường kính

d u003d 2,26 milimet (không bao gồm lớp cách điện) mẫu điện 10 A. đi qua. Mật độ là bao nhiêu

hiện hành? (J = 2,5 A / mm²).

4. Cuộn dây của máy biến áp cho phép mật độ cái điện là 2,5 A / mm². Cường độ cái điện vào cuộn dây là 15 A. Tiết diện và mặt đường kính nhỏ dại nhất nhưng mà một dây tròn có thể có (không kể cách điện) là? (tính bằng mm²; 2,76 mm).

Hệ số nhiệt độ của năng lượng điện trở, tks- một quý hiếm hoặc một tập hợp các đại lượng thể hiện sự nhờ vào của điện trở vào nhiệt độ độ.

Sự dựa vào của điện trở vào nhiệt độ có thể có thực chất khác, rất có thể được bộc lộ trong trường hợp bao quát bằng một trong những hàm. Hàm này rất có thể được biểu hiện dưới dạng hằng số chiều, trong đó nhiệt độ cố định là một trong những và hệ số nhờ vào nhiệt độ không sản phẩm công nghệ nguyên có dạng:

.

Trong có mang này, hệ số hóa ra chỉ dựa vào vào các đặc tính của môi trường và không phụ thuộc vào giá chỉ trị tuyệt vời của năng lượng điện trở của đối tượng người sử dụng được đo (được xác định bởi các kích thước hình học tập của nó).

Nếu sự nhờ vào nhiệt độ (trong một phạm vi ánh sáng nhất định) đủ mịn, nó hoàn toàn có thể được giao động khá giỏi bởi một đa thức tất cả dạng:

Các hệ số ở bậc của đa thức được điện thoại tư vấn là hệ số nhiệt độ của điện trở. Bởi vì đó, sự phụ thuộc vào nhiệt độ sẽ có được dạng (cho ngắn gọn, được cam kết hiệu là):

và, nếu họ tính cho rằng những hệ số chỉ nhờ vào vào trang bị liệu, thì điện trở suất cũng rất có thể được biểu hiện theo cách tương tự:

Các hệ số có máy nguyên là Kelvin, hoặc độ C, hoặc một đơn vị chức năng nhiệt độ không giống ở và một mức độ, nhưng gồm dấu trừ. Hệ số nhiệt độ của điện trở bậc một đặc trưng cho sự nhờ vào tuyến tính của điện trở vào ánh nắng mặt trời và được đo bởi kelvins với công suất trước tiên trừ (K⁻¹). Hệ số nhiệt độ của bậc đồ vật hai là bậc hai cùng được đo bằng kelvins mang lại lũy thừa sản phẩm hai trừ (K⁻²). Hệ số của những mức độ cao hơn nữa được biểu lộ tương tự.

Vì vậy, ví dụ, đối với cảm ứng nhiệt độ bằng bạch kim loại Pt100, phương thức tính toán năng lượng điện trở tương tự như

nghĩa là, so với nhiệt độ bên trên 0 ° C, các hệ số α₁ = 3.9803 10⁻³ K⁻¹, α₂ = −5.775 10⁻⁷ K⁻² được sử dụng ở T₀ = 0 ° C (273.15 K) và đối với nhiệt độ dưới 0 ° C, α₃ = 4,183 10⁻⁹ K⁻³ và α₄ = −4,183 10⁻¹² K⁻⁴ đạt thêm vào.

Mặc dù một vài độ được sử dụng để đo lường chính xác, trong hầu như các trường hòa hợp thực tế, một thông số tuyến tính là đầy đủ và thường thì hệ số này có nghĩa là TCR. Bởi vì vậy, ví dụ, một TCR dương có nghĩa là tăng điện trở khi nhiệt độ tăng và một âm tức là giảm.

Những lý do chính của sự chuyển đổi điện trở là sự đổi khác nồng độ của những hạt cài đặt điện trong môi trường thiên nhiên và tính biến hóa năng động của chúng.

Xem thêm: Văn Biểu Cảm Về Mẹ Lớp 10 - Viết Cảm Nghĩ Của Em Về Mẹ

Vật liệu tất cả TCR cao được sử dụng trong những mạch nhạy cảm với nhiệt độ như 1 phần của nhiệt năng lượng điện trở và mạch ước nối trường đoản cú chúng. Để chuyển đổi nhiệt độ chính xác, nhiệt năng lượng điện trở dựa trên

Hệ số ánh sáng của năng lượng điện trở(α) - sự chuyển đổi tương đối trong điện trở của một trong những phần của mạch năng lượng điện hoặc năng lượng điện trở suất của vật tư với sự biến hóa nhiệt độ bằng 1, thể hiện bằng K -1. Đặc biệt, trong năng lượng điện tử, các điện trở có tác dụng bằng kim loại tổng hợp kim loại đặc biệt có giá trị α thấp, chẳng hạn như hợp kim manganin hoặc hằng số, với các linh phụ kiện bán dẫn có giá trị α dương hoặc âm bự (nhiệt điện trở) được sử dụng. Ý nghĩa thiết bị lý của thông số nhiệt độ của điện trở được biểu lộ bằng phương trình:

ở đâu dR- biến đổi điện trở R lúc nhiệt độ đổi khác bằng dT.

dây dẫn

Sự nhờ vào nhiệt độ của năng lượng điện trở đối với số đông các sắt kẽm kim loại là gần tuyến tính đối với một dải ánh nắng mặt trời rộng với được mô tả bằng công thức: