Temperaturbestandighetskoeffisient

Som vi diskuterte på siden under tittelmotstandsvariasjon med temperatur som elektrisk motstand av hver substans endres med endring i temperaturen.

La oss ta en dirigent som har en motstand av R₀ ved 0^oC og R_t på t^oC henholdsvis.
Fra ligningen av motstandsvariasjon med temperatur får vi

Denne a_o er kalt Temperaturbestandighetskoeffisient av stoffet ved 0^oC.
Fra ovennevnte ligning er det klart at endringen i elektrisk motstand av noe stoff på grunn av temperatur hovedsakelig avhenger av tre faktorer -

1. verdien av motstand ved innledende temperatur,
2. økningen av temperatur og
3. Temperaturkoeffisienten av motstand a_o.

Denne a_o er forskjellig for forskjellige materialer, så effekt på motstand ved annen temperatur er forskjellig i forskjellige materialer.

Så Temperaturbestandighetskoeffisient ved 0^oC av noe stoff er gjensidig avutledet null motstandstemperatur av stoffet. Så langt har vi diskutert materialene som motstanden øker med økning i temperaturen, men det er mange materialer elektrisk motstand som avtar med en reduksjon i temperaturen. Faktisk i metall hvis temperaturen øker, øker tilfeldig bevegelse av frie elektroner og interatomisk vibrasjon inne i metallet som resulterer i flere kollisjoner. Flere kollisjoner motstår jevn strømning av elektroner gjennom metallet, derfor øker metallets motstand med temperaturstigningen. Så, vurderer vi motstandstemperaturens koeffisient som positiv for metall.

Men i tilfelle halvleder eller annet ikke-metallisk,Antallet gratis elektroner øker med økning i temperaturen. Fordi ved en høyere temperatur, på grunn av tilstrekkelig varmeenergi tilført til krystallet, blir et betydelig antall kovalente bindinger brutt, og dermed blir flere frie elektroner opprettet. Det betyr at hvis en temperatur øker, kommer et betydelig antall elektroner til ledningsbåndene fra valensbånd ved å krysse forbudt energigap. Når antall gratis elektroner øker, reduseres motstanden av denne typen ikke-metallisk substans med en temperaturøkning. derav Temperaturbestandighetskoeffisient er negativ for ikke-metalliske stoffer og halvledere.

Hvis det er omtrent ingen endring i motstandmed temperatur, kan vi vurdere verdien av denne koeffisienten som null. Legeringen av constantan og manganin har temperaturbestandighetskoeffisienten nesten null.

Verdien av denne koeffisienten er ikke konstant, det avhenger av den innledende temperaturen som motstandsverdien er basert på. Når økningen er basert på innledende temperatur på 0^oC, verdien av denne koeffisienten er a_o - som er noe annet enn gjensidig avrespektive stoffets utledede nullmotstandstemperatur. Men ved enhver annen temperatur er temperaturkoeffisienten for elektrisk motstand ikke den samme som denne a_o. Egentlig for noe materiale, er verdien av denne koeffisienten maksimalt ved 0^oC temperatur. Si verdien av denne koeffisienten av noe materiale til enhver t^oC er a_t, så kan verdien sin bestemmes av følgende ligning,

Verdien av denne koeffisienten ved en temperatur på t₂^oC i løpet av det samme ved t₁^oC er gitt som,

Gå gjennom konseptet for temperaturbestandighetskoeffisient

Elektriske motstand av ledere somsølv, kobber, gull, aluminium, etc., avhenger av kollisionsprosessen av elektroner i materialet. Etter hvert som temperaturen øker, blir denne elektronkollisjonen raskere, noe som resulterer i økt motstand med lederens temperaturstigning. Ledermotstanden stiger vanligvis med temperaturstigning.
Hvis en leder har R₁ motstand ved t₁^oC og etter å ha økt temperaturen blir dens motstand R₂ på t₂^oC. Denne oppgangen i motstanden (R₂ - R₁) med temperaturstigning (t₂ - t₁) avhenger av følgende ting -

Ved å kombinere over effekter,


Hvor, α er Temperaturbestandighetskoeffisient av materiale ved t₁^oC.
Fra ligning (1)

Hvis vi ved en bestemt temperatur kjenner motstanden og Temperaturbestandighetskoeffisient av materiale, kan vi finne ut materialets motstand ved andre temperaturer ved å bruke ligning (2).
Temperaturbestandighetskoeffisienten for enkelte materialer eller stoffer
De Temperaturbestandighetskoeffisient av noen materialer / stoffer ved 20^oC er oppført under-

Sl. Nei.	Material / Stoffer	Kjemisk symbol / kjemisk sammensetning	Temperaturkoeffisient motstand /oC (ved 20oC)
1	Sølv	Ag	0.0038
2	Kobber	Cu	0.00386
3	Gull	Au	0.0034
4	Aluminium	Al	0.00429
5	wolfram	W	0.0045
6	Jern	Fe	0.00651
7	platina	Pt	0.003927
8	Manganin	Cu = 84% + Mn = 12% + Ni = 4%	0.000002
9	Mercury	hg	0.0009
10	Krom	Ni = 60% + Cr = 15% + Fe = 25%	0.0004
11	Constantan	Cu = 55% + Ni = 45%	0.00003
12	Karbon	C	- 0.0005
13	germanium	Ge	- 0,05
14	Silicon	Si	- 0,07
15	Messing	Cu = 50 - 65% + Zn = 50 - 35%	0.0015
16	nikkel	Ni	0.00641
17	Tinn	Sn	0.0042
18	Sink	Zn	0.0037
19	mangan	Mn	0.00001
20	tantal	Ta	0.0033

Effekt av temperatur på temperaturbestandighetskoeffisient av et materiale
De Temperaturbestandighetskoeffisient av et materiale endres også med temperatur.
Hvis a_o er temperaturbestandighetskoeffisienten av materiale ved 0^oC, deretter fra ligning (2), materialets motstand ved t^oC,

Hvor, R₀ er materialets motstand ved 0^oC
På samme måte, hvis temperaturkoeffisienten av materialets motstand ved t^oC er αt, deretter materialets motstand ved 0^oC, fra ligning (2)
Hvor, R_t er materialets motstand ved t^o C
Fra ligning (3) og (4)

Hvor, α₁og a₂ de Temperaturbestandighetskoeffisient av materiale ved t₁^oC og t₂^oC henholdsvis.
Derfor, hvis vi kjenner Temperaturbestandighetskoeffisient av et materiale ved en bestemt temperatur, kan vi finne ut temperaturkoeffisienten av materiale ved enhver annen temperatur ved å bruke ligning (6).
De ledende materialer har en stor og positiv temperaturbestandighetskoeffisient. Derfor stiger motstanden av ledende materialer (metaller) med temperaturstigning.
Halvledere og isolasjonsmateriale har en negativ temperaturbestandighetskoeffisient. Derfor reduseres resistansen til halvledere og isolatorer med stigende temperatur.
Legeringer, slik som manganin, constantan, etc. har svært lav og positiv Temperaturbestandighetskoeffisient. Derfor øker motstanden av legeringermed stigende temperatur, men denne oppgangen i motstanden er svært lav (nesten ubetydelig) sammenlignet med andre metaller, noe som gjør disse legeringene egnet til bruk i måleinstrumenter.