В электротехнике или электронике, когда ток проходит через провод, он нагревается из-за сопротивление . В идеальном состоянии сопротивление должно быть «0», однако этого не происходит. Когда проволока нагревается, сопротивление проволоки изменяется в зависимости от температуры. Несмотря на то, что предпочтительно, чтобы сопротивление оставалось стабильным и независимым для температура . Таким образом, изменение сопротивления при изменении температуры на каждый градус называется температурным коэффициентом сопротивления (TCR). Как правило, он обозначается символом альфа (α). TCR чистого металла положительный, потому что при повышении температуры увеличивается сопротивление. Следовательно, необходимо делать высокоточные сопротивления там, где сопротивление не влияет на сплавы.

Что такое температурный коэффициент сопротивления (TCR)?

Мы знаем, что существует множество материалов, и они обладают некоторым сопротивлением. Сопротивление материала изменяется в зависимости от изменения температуры. Основное соотношение между изменением температуры и изменением сопротивления может быть задано параметром, называемым TCR (температурный коэффициент сопротивления). Обозначается символом α (альфа).

В зависимости от получаемого материала TCR подразделяется на два типа, такие как положительный температурный коэффициент сопротивления (PTCR) и отрицательный температурный коэффициент сопротивления (NTCR).

температурный коэффициент сопротивления

В PTCR, когда температура повышается, сопротивление материала увеличивается. Например, в проводниках при повышении температуры увеличивается и сопротивление. Для таких сплавов, как константан и манганин, сопротивление довольно низкое в определенном температурном диапазоне. За полупроводники такие как изоляторы (резина, дерево), кремний и германий и электролиты. сопротивление уменьшается, тогда температура будет увеличиваться, поэтому они имеют отрицательный TCR.

“2-полюсный одноконтурный переключатель ”

В металлических проводниках при повышении температуры сопротивление будет увеличиваться из-за следующих факторов, в том числе следующих.

Прямо на раннем сопротивлении
Повышение температуры.
Исходя из срока службы материала.

Формула для температурного коэффициента сопротивления.

Сопротивление проводника можно рассчитать при любой заданной температуре на основе температурных данных, это TCR, его сопротивление при типичной температуре и рабочая температура. В общем, температурный коэффициент формулы сопротивления можно выразить как

R = R_ссылка(1 + α (Т - Треф))

Где

«R» - сопротивление при температуре «T».

'Р_ссылка»- это сопротивление при температуре« Tref »

‘Α’ - TCR материала

«Т» - температура материала в ° Цельсия.

«Tref» - это эталонная температура, для которой указан температурный коэффициент.

В Единица СИ температурного коэффициента удельного сопротивления на градус Цельсия или (/ ° C)

В единица температурного коэффициента сопротивления это ° Цельсия

Обычно TCR (температурный коэффициент сопротивления) соответствует температуре 20 ° C. Обычно эта температура принимается за обычную комнатную температуру. Таким образом температурный коэффициент вывода сопротивления обычно принимает это в описание:

R = R20 (1 + α20 (Т − 20))

Где

“фильтр высоких частот против фильтра низких частот ”

«R20» - это сопротивление при 20 ° C.

«Α20» - TCR при 20 ° C.

TCR резисторы является положительным, отрицательным, в противном случае - постоянным в фиксированном диапазоне температур. Выбор правильного резистора может устранить необходимость в температурной компенсации. Для измерения температуры в некоторых приложениях требуется большой TCR. Резисторы, предназначенные для этих приложений, известны как термисторы , которые имеют PTC (положительный температурный коэффициент сопротивления) или NTC (отрицательный температурный коэффициент сопротивления).

Положительный температурный коэффициент сопротивления

PTC относится к некоторым материалам, у которых после повышения температуры увеличивается электрическое сопротивление. Материалы с более высоким коэффициентом затем быстро повышаются с температурой. Материал PTC разработан для достижения максимальной температуры, используемой для данного напряжения i / p, потому что в определенной точке, когда температура увеличивается, электрическое сопротивление будет увеличиваться. Положительный температурный коэффициент материалов сопротивления самоограничивается, в отличие от материалов NTC или линейного резистивного нагрева. Некоторые материалы, такие как резина PTC, также имеют экспоненциально растущий температурный коэффициент.

Отрицательный температурный коэффициент сопротивления

NTC относится к некоторым материалам, у которых после повышения температуры электрическое сопротивление снижается. Материалы, у которых коэффициент ниже, чем у них, быстро снижаются с температурой. Материалы NTC в основном используются для изготовления ограничителей тока, термисторов и датчики температуры .

Метод измерения TCR

TCR резистора можно определить путем расчета значений сопротивления в подходящем диапазоне температур. TCR можно измерить, когда нормальный наклон значения сопротивления выше этого интервала. Для линейных соотношений это точно, поскольку температурный коэффициент сопротивления стабилен при каждой температуре. Но есть несколько материалов, у которых есть коэффициент нелинейности. Например, нихром - популярный сплав, используемый для резисторов, и основная связь между TCR и температурой не является линейной.

Поскольку TCR измеряется как нормальный наклон, очень важно определить интервал TCR и температуру. TCR можно рассчитать с помощью стандартизированного метода, такого как метод MIL-STD-202, для диапазона температур от -55 ° C до 25 ° C и от 25 ° C до 125 ° C. Поскольку максимальное вычисленное значение определяется как TCR. Этот метод часто влияет на указанное выше сопротивление резистора, предназначенного для приложений с низкими требованиями.

Температурный коэффициент сопротивления некоторых материалов.

TCR некоторых материалов при температуре 20 ° C приведен ниже.

Для материала серебра (Ag) TCR составляет 0,0038 ° C.
Для медного (Cu) материала TCR составляет 0,00386 ° C.
Для материала Gold (Au) TCR составляет 0,0034 ° C.
Для материала из алюминия (Al) TCR составляет 0,00429 ° C.
Для материала вольфрама (W) TCR составляет 0,0045 ° C.
Для железо (Fe) TCR составляет 0,00651 ° C.
Для материала платины (Pt) TCR составляет 0,003927 ° C.
Для материала манганин (Cu = 84% + Mn = 12% + Ni = 4%) TCR составляет 0,000002 ° C.
Для материала ртути (Hg) TCR составляет 0,0009 ° C.
Для нихрома (Ni = 60% + Cr = 15% + Fe = 25%) TCR составляет 0,0004 ° C.
Для материала константана (Cu = 55% + Ni = 45%) TCR составляет 0,00003 ° C.
Для материала Carbon (C) TCR составляет - 0,0005 ° C.
Для материала из германия (Ge) TCR составляет -0,05 ° C.
Для материала кремний (Si) TCR составляет -0,07 ° C.
Для латуни (Cu = 50-65% + Zn = 50-35%) TCR составляет 0,0015 ° C.
Для никелевого (Ni) материала TCR составляет 0,00641 ° C.
Для материала олова (Sn) TCR составляет 0,0042 ° C.
Для цинкового (Zn) материала TCR составляет 0,0037 ° C.
Для марганцевого (Mn) материала TCR составляет 0,00001 ° C.
Для материала тантала (Ta) TCR составляет 0,0033 ° C.

Эксперимент TCR

В температурный коэффициент экспериментального сопротивления t объясняется ниже.

Цель

Основная цель этого эксперимента - обнаружить TCR данной катушки.

Аппарат

Аппаратура этого эксперимента в основном включает соединительные провода, мост Кэри Фостера, коробку сопротивлений, свинцовый аккумулятор, односторонний ключ, неизвестный низкий резистор, жокей, гальванометр и т. Д.

Описание

Приемный мост Кэри в основном похож на метровый мост, потому что этот мост может быть спроектирован с 4 сопротивлениями, такими как P, Q, R и X, и они соединены друг с другом.

Мост Уитстона

В приведенном выше Мост точильного камня , гальванометр (G), свинцовый аккумулятор (E) и клавиши гальванометра и аккумулятора - это K1 и K соответственно.

Если значения сопротивления изменяются, то ток через «G» не протекает, и неизвестное сопротивление может быть определено с помощью любого из трех известных сопротивлений, таких как P, Q, R и X. Следующее соотношение используется для определения неизвестного сопротивления.

P / Q = R / X

Приемный мост Кэри можно использовать для расчета разницы между двумя почти равными сопротивлениями, и зная одно значение, можно рассчитать другое. В этом виде моста последние сопротивления удаляются при вычислении. Это преимущество, и поэтому его можно легко использовать для расчета известного сопротивления.

Кэри-Фостер-Бридж

Равные сопротивления, такие как P и Q, подключены во внутренних зазорах 2 и 3, типичное сопротивление «R» может быть подключено внутри зазора 1, а «X» (неизвестное сопротивление) подключено внутри зазора 4. ED - это балансировочная длина, которую можно рассчитать от конца 'E'. По принципу моста Уэтстон

P / Q = R + a + l1ρ / X + b + (100- l1) ρ

В приведенном выше уравнении a и b - это модификации концов на концах E и F, а & - сопротивление для длины каждой единицы в перемычке. Если это испытание продолжается путем изменения X и R, балансировочная длина «l2» рассчитывается от конца E.

P / Q = X + a + 12 ρ / R + b + (100-12) ρ

Из двух приведенных выше уравнений

Х = R + ρ (11-12)

Пусть l1 и l2 - это балансировочные длины после того, как вышеупомянутое испытание выполняется через типичное сопротивление «r» вместо «R» и вместо X, широкую медную полоску с сопротивлением «0».

0 = r + ρ (11 ’-12’) или ρ = r / 11 ’-12’

Если сопротивления катушки равны X1 и X2 при таких температурах, как t1oc и t2oc, то TCR равен

Α = X2 - X1 / (X1t2 - X2t1)

А также, если сопротивления катушки составляют X0 и X100 при таких температурах, как 0 ° C и 100 ° C, тогда TCR равен

“преимущества цифрового сигнала перед аналоговым сигналом ”

Α = X100 - X0 / (X0 x 100)

Таким образом, все дело в температурном коэффициенте сопротивление . Наконец, исходя из приведенной выше информации, мы можем сделать вывод, что это расчет изменения электрического сопротивления любого вещества для каждого уровня изменения температуры. Вот вам вопрос, а в какой единице температурный коэффициент сопротивления?