Trong kỹ thuật điện hoặc điện tử, khi dòng điện cung cấp qua dây dẫn thì dòng điện đó sẽ bị nhiệt do dây dẫn Sức cản . Trong điều kiện hoàn hảo, điện trở phải là '0' tuy nhiên điều đó không xảy ra. Khi dây nóng lên thì điện trở của dây thay đổi theo nhiệt độ. Mặc dù ưu tiên là sức đề kháng phải ổn định và nó phải độc lập để nhiệt độ . Vì vậy, sự thay đổi điện trở đối với mọi thay đổi độ trong nhiệt độ được gọi là hệ số nhiệt độ của điện trở (TCR). Nói chung, nó được ký hiệu bằng ký hiệu alpha (α). TCR của kim loại nguyên chất là dương vì khi nhiệt độ tăng thì điện trở sẽ tăng. Do đó, để tạo ra các điện trở có độ chính xác cao ở bất cứ nơi nào mà điện trở không làm thay đổi hợp kim là cần thiết.

Hệ số kháng nhiệt độ (TCR) là gì?

Chúng tôi biết rằng có nhiều vật liệu và chúng có một số sức đề kháng. Điện trở của vật liệu thay đổi dựa trên sự biến đổi của nhiệt độ. Mối quan hệ chính giữa sự thay đổi nhiệt độ và sự thay đổi trong điện trở có thể được đưa ra bởi tham số gọi là TCR (hệ số nhiệt độ của điện trở). Nó được ký hiệu bằng ký hiệu α (alpha).

Dựa trên vật liệu có được, TCR được chia thành hai loại như hệ số nhiệt độ dương của điện trở (PTCR) và hệ số nhiệt độ âm của điện trở (NTCR).

nhiệt độ-hệ số-kháng

Trong PTCR, khi nhiệt độ được tăng lên, thì điện trở vật liệu sẽ được tăng lên. Ví dụ, trong dây dẫn khi nhiệt độ tăng thì điện trở cũng tăng. Đối với các hợp kim như hằng số và manganin, điện trở khá thấp trong một phạm vi nhiệt độ cụ thể. Đối với chất bán dẫn chẳng hạn như chất cách điện (cao su, gỗ), silicon & germanium & chất điện phân. điện trở giảm thì nhiệt độ sẽ tăng lên do đó chúng có TCR âm.

“cách tạo tinh thể áp điện ”

Trong dây dẫn kim loại, khi nhiệt độ tăng thì điện trở sẽ tăng do các yếu tố sau đây bao gồm các yếu tố sau.

Ngay từ đầu cuộc kháng chiến
Tăng nhiệt độ.
Dựa trên tuổi thọ của vật liệu.

Công thức cho hệ số nhiệt độ của điện trở

Điện trở của ruột dẫn có thể được tính toán ở bất kỳ nhiệt độ cụ thể nào từ dữ liệu nhiệt độ, đó là TCR, điện trở của nó ở nhiệt độ điển hình và hoạt động của nhiệt độ. Nói chung, hệ số nhiệt độ của công thức điện trở có thể được diễn đạt như

R = R_ref(1 + α (T - Tref))

Ở đâu

‘R’ là điện trở ở nhiệt độ ‘T’

‘R_ref'Là điện trở ở nhiệt độ' Tref '

‘Α’ là TCR của vật liệu

‘T’ là nhiệt độ của vật liệu tính bằng ° C

‘Tref’ là nhiệt độ tham chiếu được sử dụng để nêu hệ số nhiệt độ.

Các Đơn vị SI của hệ số nhiệt độ của điện trở suất là mỗi độ C hoặc (/ ° C)

Các đơn vị của hệ số nhiệt độ của điện trở là ° C

Thông thường, TCR (hệ số nhiệt độ của điện trở) phù hợp với nhiệt độ 20 ° C. Vì vậy, thông thường nhiệt độ này được lấy làm nhiệt độ phòng bình thường. Do đó hệ số nhiệt độ dẫn xuất điện trở thường đưa điều này vào mô tả:

R = R20 (1 + α20 (T-20))

Ở đâu

'R20' là điện trở ở 20 ° C

‘Α20’ là TCR ở 20 ° C

TCR của điện trở là tích cực, âm, ngược lại là không đổi trong một phạm vi nhiệt độ cố định. Chọn điện trở chính xác có thể ngăn chặn nhu cầu bù nhiệt độ. Cần có TCR lớn để đo nhiệt độ trong một số ứng dụng. Điện trở dành cho các ứng dụng này được gọi là nhiệt điện trở , có PTC (hệ số nhiệt độ dương của điện trở) hoặc NTC (hệ số nhiệt độ âm của điện trở).

Hệ số kháng nhiệt độ dương

PTC đề cập đến một số vật liệu trải qua khi nhiệt độ của chúng tăng lên thì điện trở cũng tăng lên. Các vật liệu có hệ số cao hơn sẽ tăng nhanh theo nhiệt độ. Vật liệu PTC được thiết kế để đạt được nhiệt độ tối đa được sử dụng cho điện áp i / p nhất định vì tại một điểm cụ thể khi nhiệt độ tăng thì điện trở sẽ tăng lên. Hệ số nhiệt độ dương của vật liệu điện trở là tự giới hạn tự nhiên không giống như vật liệu NTC hoặc hệ số nhiệt điện trở tuyến tính. Một số vật liệu như cao su PTC cũng có hệ số nhiệt độ tăng theo cấp số nhân

Hệ số kháng nhiệt độ âm

NTC đề cập đến một số vật liệu trải qua khi nhiệt độ của chúng tăng lên thì điện trở sẽ giảm. Các vật liệu có hệ số thấp hơn thì chúng sẽ giảm nhanh theo nhiệt độ. Vật liệu NTC chủ yếu được sử dụng để chế tạo bộ hạn chế dòng điện, nhiệt điện trở và cảm biến nhiệt độ .

Phương pháp đo TCR

TCR của điện trở có thể được quyết định thông qua việc tính toán các giá trị điện trở trong một phạm vi nhiệt độ thích hợp. TCR có thể được đo khi độ dốc bình thường của giá trị điện trở trên khoảng này. Đối với quan hệ tuyến tính, điều này chính xác vì hệ số nhiệt độ của điện trở ổn định ở mỗi nhiệt độ. Nhưng, có một số vật liệu có hệ số như phi tuyến tính. Ví dụ, Nichrome là một hợp kim phổ biến được sử dụng cho điện trở và mối quan hệ chính giữa TCR và nhiệt độ không phải là tuyến tính.

Vì TCR được đo giống như độ dốc bình thường, do đó, việc xác định khoảng TCR & nhiệt độ là rất quan trọng. TCR có thể được tính bằng phương pháp tiêu chuẩn hóa như kỹ thuật MIL-STD-202 cho phạm vi nhiệt độ từ -55 ° C đến 25 ° C và 25 ° C đến 125 ° C. Vì giá trị tính toán tối đa được xác định là TCR. Kỹ thuật này thường ảnh hưởng ở trên chỉ ra một điện trở dành cho các ứng dụng yêu cầu thấp.

Hệ số nhiệt độ kháng cho một số vật liệu

TCR của một số vật liệu ở nhiệt độ 20 ° C được liệt kê dưới đây.

Đối với vật liệu Bạc (Ag), TCR là 0,0038 ° C
Đối với vật liệu Đồng (Cu), TCR là 0,00386 ° C
Đối với vật liệu Vàng (Au), TCR là 0,0034 ° C
Đối với vật liệu nhôm (Al), TCR là 0,00429 ° C
Đối với vật liệu Vonfram (W), TCR là 0,0045 ° C
Đối với vật liệu Sắt (Fe), TCR là 0,00651 ° C
Đối với vật liệu Bạch kim (Pt), TCR là 0,003927 ° C
Đối với vật liệu Manganin (Cu = 84% + Mn = 12% + Ni = 4%), TCR là 0,000002 ° C
Đối với vật liệu Thủy ngân (Hg), TCR là 0,0009 ° C
Đối với vật liệu Nichrome (Ni = 60% + Cr = 15% + Fe = 25%), TCR là 0,0004 ° C
Đối với vật liệu Constantan (Cu = 55% + Ni = 45%), TCR là 0,00003 ° C
Đối với vật liệu Carbon (C), TCR là - 0,0005 ° C
Đối với vật liệu Gecmani (Ge), TCR là - 0,05 ° C
Đối với vật liệu Silicon (Si), TCR là - 0,07 ° C
Đối với vật liệu Đồng thau (Cu = 50 - 65% + Zn = 50 - 35%), TCR là 0,0015 ° C
Đối với vật liệu Niken (Ni), TCR là 0,00641 ° C
Đối với vật liệu Thiếc (Sn), TCR là 0,0042 ° C
Đối với vật liệu Kẽm (Zn), TCR là 0,0037 ° C
Đối với vật liệu Mangan (Mn), TCR là 0,00001 ° C
Đối với vật liệu Tantali (Ta), TCR là 0,0033 ° C

Thử nghiệm TCR

Các hệ số nhiệt độ của các thí nghiệm điện trở t được giải thích dưới đây.

Mục tiêu

Mục tiêu chính của thí nghiệm này là khám phá TCR của một cuộn dây nhất định.

Dụng cụ

Bộ máy của thí nghiệm này chủ yếu bao gồm dây nối, cầu nâng Carey, hộp điện trở, bộ tích lũy chì, khóa một chiều, điện trở thấp không xác định, cần gạt, điện kế, v.v.

Sự miêu tả

“Bảng chân lý bộ giải mã 4 đến 16 ”

Cầu nuôi Carey chủ yếu tương tự như cầu mét vì cây cầu này có thể được thiết kế với 4 điện trở như P, Q, R & X và chúng được kết nối với nhau.

Cầu Wheatstone

Ở trên Cầu của Whetstone , điện kế (G), bộ tích lũy chì (E) & các phím của điện kế và bộ tích lũy lần lượt là K1 & K.

Nếu các giá trị điện trở bị thay đổi thì không có dòng điện chạy qua ‘G’ và điện trở chưa biết có thể được xác định bằng bất kỳ điện trở nào trong ba điện trở đã biết như P, Q, R & X. Mối quan hệ sau đây được sử dụng để xác định điện trở chưa biết.

P / Q = R / X

Cầu hỗ trợ Carey có thể được sử dụng để tính toán sự chênh lệch giữa hai điện trở gần như bằng nhau & biết một giá trị, giá trị kia có thể được tính toán. Trong loại cầu này, các điện trở cuối cùng được loại bỏ trong tính toán. Đó là một lợi ích và do đó nó có thể dễ dàng sử dụng để tính toán một mức kháng cự đã biết.

Carey-nuôi-cầu

Các điện trở bằng nhau như P & Q được kết nối trong các khe hở bên trong 2 & 3, điện trở điển hình ‘R’ có thể được kết nối trong khe hở1 & ‘X’ (điện trở không xác định) được kết nối trong khe hở 4. ED là chiều dài cân bằng có thể được tính từ đầu 'E'. Theo nguyên lý Cầu Whetstone

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

Trong phương trình trên, a & b là các biến đổi cuối ở đầu E & F & là điện trở đối với chiều dài của mọi đơn vị trong dây cầu. Nếu thử nghiệm này liên tục bằng cách thay đổi X & R, thì độ dài cân bằng ‘l2’ được tính từ cuối E.

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

Từ hai phương trình trên,

X = R + ρ (11 -12)

Gọi l1 & l2 là độ dài cân bằng khi thử nghiệm trên được thực hiện thông qua điện trở điển hình ‘r’ thay vì ‘R’ & thay vì X, một dải đồng rộng có điện trở ‘0’.

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

Nếu điện trở của cuộn dây là X1 & X2 ở các nhiệt độ như t1oc & t2oc, thì TCR là

Α = X2 - X1 / (X1t2 - X2t1)

Và cũng nếu điện trở cuộn dây là X0 & X100 ở các nhiệt độ như 0oc & 100oc, thì TCR là

“chuyển mạch kênh so với chuyển mạch gói ưu và nhược điểm ”

Α = X100 - X0 / (X0 x 100)

Do đó, đây là tất cả về hệ số nhiệt độ của Sức cản . Từ thông tin trên, cuối cùng chúng ta có thể kết luận rằng đây là phép tính thay đổi trong bất kỳ chất nào của điện trở đối với mọi mức thay đổi nhiệt độ. Đây là một câu hỏi cho bạn, đơn vị của hệ số nhiệt độ của điện trở là gì?