Como discutimos en la página bajo el título la variación de la resistencia con la temperatura que resistencia eléctrica de cada sustancia cambia con el cambio de su temperatura.
Coeficiente de temperatura de resistencia es la medida del cambio en la resistencia eléctrica de cualquier sustancia por grado de cambio de temperatura.
Tomemos un conductor que tenga una resistencia de R0 a 0oC y Rt en eloC respectivamente.
De la ecuación de la variación de la resistencia con la temperatura obtenemos
Esteo se llama coeficiente de resistencia de la temperatura de esa sustancia a 0oC.
De la ecuación anterior, está claro que el cambio en resistencia eléctrica de cualquier sustancia debido a la temperatura depende principalmente de tres factores
- el valor de la resistencia a la temperatura inicial,
- el aumento de la temperatura y
- el coeficiente de resistencia de la temperaturao.
Esteo es diferente para diferentes materiales, por lo que el efecto sobre la resistencia a diferentes temperaturas es diferente en diferentes materiales.
Así que el coeficiente de resistencia de la temperatura a 0oC de cualquier sustancia es el recíproco de la temperatura de resistencia cero inferida de esa sustancia. Hasta ahora hemos discutido los materiales que la resistencia aumenta con el aumento de la temperatura, pero hay muchos materiales resistencia eléctrica de los cuales disminuye con la disminución de la temperatura. En realidad en el metal si la temperatura aumenta, el movimiento aleatorio de los electrones libres y la vibración interatómica dentro del metal aumenta lo que resulta en más colisiones. Más colisiones resisten el suave flujo de electrones a través del metal, por lo que la resistencia del metal aumenta con el aumento de la temperatura. Por lo tanto, consideramos que el coeficiente de resistencia de la temperatura es positivo para el metal.
Pero en caso de semiconductor u otro no metal, el número de electrones libres aumenta con el aumento de la temperatura. Porque a una temperatura más alta, debido a la suficiente energía de calor suministrada al cristal, se rompe un número significativo de enlaces covalentes, y por lo tanto se crean más electrones libres. Esto significa que si la temperatura aumenta, un número significativo de electrones llega a las bandas de conducción de las bandas de valencia cruzando la brecha de energía prohibida. A medida que el número de electrones libres aumenta, la resistencia de este tipo de sustancia no metálica disminuye con el aumento de la temperatura. De ahí que coeficiente de resistencia de la temperatura es negativo para las sustancias no metálicas y los semiconductores.
Si no hay aproximadamente ningún cambio en la resistencia con la temperatura, podemos considerar el valor de este coeficiente como cero. La aleación de constantán y manganina tiene el coeficiente de resistencia de temperatura casi cero.
El valor de este coeficiente no es constante, depende de la temperatura inicial en la que se basa el incremento de la resistencia. Cuando el incremento se basa en una temperatura inicial de 0oC, el valor de este coeficiente eso que no es otra cosa que la recíproca de la respectiva temperatura de resistencia cero inferida de la sustancia. Pero a cualquier otra temperatura, el coeficiente de temperatura de la resistencia eléctrica no es el mismo que esteo. En realidad, para cualquier material, el valor de este coeficiente es máximo en 0oTemperatura de C. Digamos que el valor de este coeficiente de cualquier material a cualquier toC estentonces su valor puede ser determinado por la siguiente ecuación,
El valor de este coeficiente a una temperatura de t2oC en el término de la misma a t1oC se da como,
Revisar el concepto de coeficiente de temperatura de resistencia
La resistencia eléctrica de los conductores como la plata, el cobre, el oro, el aluminio, etc., depende del proceso de colisión de los electrones dentro del material. A medida que la temperatura aumenta, este proceso de colisión de electrones se hace más rápido, lo que resulta en un aumento de la resistencia con el aumento de la temperatura del conductor. El resistencia de los conductores generalmente se elevan con el aumento de la temperatura.
Si un director es tener R1 resistencia en t1oC y después de elevar la temperatura, su resistencia se convierte en R2 en el2oC. Este aumento de la resistencia (R2 R1) con el aumento de la temperatura (t2 t1) depende de las siguientes cosas
Combinando los efectos anteriores,
¿Dónde está el coeficiente de resistencia de la temperatura de material en t1oC.
De la ecuación (1)
Si a una temperatura determinada, conocemos la resistencia y coeficiente de resistencia de la temperatura de la materia, podemos averiguar la resistencia de la materia a otras temperaturas mediante la ecuación (2).
El coeficiente de temperatura de resistencia de algunos materiales o sustancias
El coeficiente de resistencia de la temperatura de algunos materiales/sustancias a 20oC se enumeran a continuación…
| Sl. No. | Material/Sustancias | Símbolo químico/Composición química | Coeficiente de resistencia de temperatura /oC (a los 20oC) |
| 1 | Plata | Ag | 0.0038 |
| 2 | Cobre | Cu | 0.00386 |
| 3 | Oro | Au | 0.0034 |
| 4 | Aluminio | Al | 0.00429 |
| 5 | Tungsteno | W | 0.0045 |
| 6 | Hierro | Fe | 0.00651 |
| 7 | Platino | Pt | 0.003927 |
| 8 | Manganina | Cu = 84% + Mn = 12% + Ni = 4% | 0.000002 |
| 9 | Mercurio | Hg | 0.0009 |
| 10 | Nichrome | Ni = 60% + Cr = 15% + Fe = 25% | 0.0004 |
| 11 | Constantan | Cu = 55% + Ni = 45% | 0.00003 |
| 12 | Carbono | C | 0.0005 |
| 13 | Germanio | Ge | 0.05 |
| 14 | Silicio | Si | 0.07 |
| 15 | Brass | Cu = 50 65% + Zn = 50 35% | 0.0015 |
| 16 | Níquel | Ni | 0.00641 |
| 17 | Estaño | Sn | 0.0042 |
| 18 | Zinc | Zn | 0.0037 |
| 19 | Manganeso | Mn | 0.00001 |
| 20 | Tántalo | Ta | 0.0033 |
Efecto de la temperatura en el coeficiente de resistencia de un material
El coeficiente de resistencia de la temperatura de un material también cambia con la temperatura.
Sio es el coeficiente de temperatura de resistencia del material a 0oC, entonces de la ecuación (2), la resistencia del material a toC,
¿Dónde, R0 es la resistencia del material a 0oC
De manera similar, si el coeficiente de temperatura de resistencia del material a toC es t, entonces el resistencia del material a 0oC, de la ecuación (2)
¿Dónde, Rt es la resistencia del material a to C
De la ecuación (3) y (4)
Dónde,1y2 el coeficiente de resistencia de la temperatura de material en t1oC y t2oC respectivamente.
Por lo tanto, si conocemos la coeficiente de resistencia de la temperatura de un material a una temperatura determinada, podemos averiguar el coeficiente de temperatura del material a cualquier otra temperatura mediante la ecuación (6).
Los materiales conductores tienen un gran y positivo coeficiente de resistencia a la temperatura. Por lo tanto, la resistencia de los materiales conductores (metales) aumenta con el aumento de la temperatura.
El semiconductores y el material aislante tienen un coeficiente de resistencia a la temperatura negativo. Por lo tanto, la resistencia de los semiconductores y aislantes disminuye con el aumento de la temperatura.
Las aleaciones, como el manganino, el constantán, etc. están teniendo muy bajos y positivos coeficiente de resistencia de la temperatura. Por lo tanto, la resistencia de las aleaciones aumenta con el aumento de la temperatura, pero este aumento de la resistencia es muy bajo (casi insignificante) en comparación con otros metales, lo que hace que estas aleaciones sean adecuadas para su utilización en instrumentos de medición.
