Coefficient de température de résistance

Comme nous l'avons vu dans la page intitulée «Variation de la résistance avec la température», la résistance électrique de chaque substance varie avec le changement de température.

Coefficient de température de résistance est la mesure du changement de résistance électrique de toute substance par degré de changement de température.

Prenons un conducteur ayant une résistance de R0 à 0oC et Rt à toC respectivement.
De l'équation de la variation de résistance avec la température, nous obtenons


Cette αo est appelé coefficient de température de résistance de cette substance à 0oC.
De l'équation ci-dessus, il est clair que le changement de résistance électrique de toute substance en raison de la température dépend principalement de trois facteurs -

  1. la valeur de la résistance à la température initiale,
  2. la hausse de température et
  3. le coefficient de température de résistance αo.

Coefficient de température de résistance

Cette αo est différent pour différents matériaux, donc l’effet sur la résistance à différentes températures est différent selon les matériaux.

Alors le coefficient de température de résistance à 0oC de toute substance est l'inverse de latempérature de résistance zéro supposée de cette substance. Jusqu'à présent, nous avons discuté des matériaux dont la résistance augmente avec l'augmentation de la température, mais il existe de nombreux matériaux dont la résistance électrique diminue avec la diminution de la température. En fait dans le métal, si la température augmente, le mouvement aléatoire des électrons libres et la vibration interatomique à l'intérieur du métal augmentent, ce qui entraîne davantage de collisions. De plus en plus de collisions résistent au flux régulier d'électrons à travers le métal, d'où la résistance du métal augmente avec la montée en température. Nous considérons donc le coefficient de résistance à la température comme positif pour le métal.

Mais dans le cas de semi-conducteur ou autre non-métal,le nombre d'électrons libres augmente avec l'augmentation de la température. Parce qu’à une température plus élevée, en raison de l’énergie thermique suffisante fournie au cristal, un nombre important de liaisons covalentes se brisent et d’autres électrons libres sont ainsi créés. Cela signifie que si la température augmente, un nombre important d’électrons parvient aux bandes de conduction à partir des bandes de valence en franchissant l’intervalle d’énergie interdit. Lorsque le nombre d'électrons libres augmente, la résistance de ce type de substance non métallique diminue avec l'augmentation de la température. Par conséquent coefficient de température de résistance est négatif pour les substances non métalliques et les semi-conducteurs.

S'il n'y a pratiquement pas de changement de résistanceavec la température, on peut considérer que la valeur de ce coefficient est égale à zéro. L'alliage de constantan et de manganine a un coefficient de résistance à la température presque nul.

La valeur de ce coefficient n'est pas constante, elle dépend de la température initiale sur laquelle l'incrément de résistance est basé. Lorsque l'incrément est basé sur la température initiale de 0oC, la valeur de ce coefficient est αo - qui n’est que la réciproque dutempérature de résistance zéro supposée respective de la substance. Mais à toute autre température, le coefficient de température de la résistance électrique n’est pas identique à celui αo. En réalité pour tout matériau, la valeur de ce coefficient est maximale à 0oTempérature C Dites la valeur de ce coefficient de n'importe quel matériau à n'importe quel toC est αt, alors sa valeur peut être déterminée par l'équation suivante,


La valeur de ce coefficient à une température de t2oC dans le terme de la même à t1oC est donné comme,

Examiner le concept de coefficient de résistance à la température

La résistance électrique de conducteurs tels queL’argent, le cuivre, l’or, l’aluminium, etc., dépendent du processus de collision des électrons dans le matériau. Lorsque la température augmente, ce processus de collision d'électrons devient plus rapide, ce qui entraîne une résistance accrue à la hausse de la température du conducteur. La résistance des conducteurs augmente généralement avec la température.
Si un conducteur a R1 résistance à t1oC et après avoir augmenté la température, sa résistance devient R2 à t2oC. Cette augmentation de la résistance (R2 - R1) avec montée en température (t2 - t1) dépend des choses suivantes -


En combinant les effets ci-dessus,


Où, α est le coefficient de température de résistance de matériel à t1oC.
À partir de l'équation (1)

Si à une température donnée, nous connaissons la résistance et coefficient de température de résistance du matériau, nous pouvons déterminer la résistance du matériau à d’autres températures en utilisant l’équation (2)
Le coefficient de résistance à la température de certains matériaux ou substances
le coefficient de température de résistance de certains matériaux / substances à 20oC sont énumérés ci-dessous-

Sl. Non.Matériau / SubstancesSymbole chimique / composition chimiqueCoefficient de température de résistance /oC (à 20oC)
1argentAg0.0038
2CuivreCu0.00386
3OrAu0.0034
4AluminiumAl0.00429
5TungstèneW0.0045
6Le ferFe0.00651
7PlatinePt0.003927
8ManganinCu = 84% + Mn = 12% + Ni = 4%0.000002
9MercureHg0.0009
10NichromeNi = 60% + Cr = 15% + Fe = 25%0.0004
11ConstantanCu = 55% + Ni = 45%0.00003
12CarboneC- 0,0005
13GermaniumGe- 0,05
14SiliciumSi- 0,07
15LaitonCu = 50 - 65% + Zn = 50 - 35%0.0015
16NickelNi0.00641
17ÉtainSn0.0042
18ZincZn0.0037
19ManganèseMn0.00001
20TantaleTa0.0033

Effet de la température sur le coefficient de température de résistance d'un matériau
le coefficient de température de résistance d'un matériau est également change avec la température.
Si αo est le coefficient de température de résistance du matériau à 0oC, puis de l'équation (2), la résistance du matériau à toC


Où, R0 est la résistance du matériau à 0oC
De même, si le coefficient de température de résistance du matériau à toC est αt, alors la résistance du matériau à 0oC, de l'équation (2)

Où, Rt est la résistance du matériau à to C
À partir des équations (3) et (4)

Où, α1et α2 la coefficient de température de résistance de matériel à t1oC et t2oC respectivement.
Par conséquent, si nous connaissons le coefficient de température de résistance d’un matériau à une température donnée, on peut trouver le coefficient de température d’un matériau à n’importe quelle autre température en utilisant l’équation (6).
Les matériaux conducteurs ont un coefficient de résistance thermique élevé et positif. Par conséquent, la résistance des matériaux conducteurs (métaux) augmente avec la montée en température.
Les semi-conducteurs et le matériau isolant ont un coefficient de résistance thermique négatif. Par conséquent, la résistance des semi-conducteurs et des isolants diminue avec la montée en température.
Les alliages, tels que le manganine, le constantan, etc. coefficient de température de résistance. Par conséquent, la résistance des alliages augmentelorsque la température augmente, mais que cette augmentation de résistance est très faible (presque négligeable) par rapport aux autres métaux, ce qui rend ces alliages utilisables dans les instruments de mesure.

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