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电阻与温度相关性分析

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:例如,40W白炽电灯的灯丝电阻在不发光时约为100Ω,而在正常发光时,灯丝温度在2000℃以上,这时的电阻超过1kΩ,即超过原来的10倍。少数合金的电阻,几乎不受温度的影响,常用于制造标准电阻器。温度每升高1℃时电阻所变动的数值与原来电阻值的比,称为电阻的温度系数,以字母α表示,单位为1/℃。若温度增加时电阻值反而减小,α为负值,则称这类材料为负温度系数电阻,如碳、半导体等。

电阻与温度相关性分析

温度对导体电阻的影响如下:①温度升高,使物质分子的热运动加剧,带电质点的碰撞次数增加,即自由电子移动受到的阻碍增加。②温度升高,使物质中带电质点数目增多,更容易导电。随着温度的升高,导体的电阻究竟是增大了还是减小了,要由哪一种因素的作用占主要地位而定。

一般在金属导体中,自由电子数目几乎不随温度变化,而带电粒子的碰撞次数却随温度的升高而增多,因此当温度升高时,其电阻增大。一般温度每升高1℃,金属导体电阻的增加量约为3‰~6‰。所以,当温度变化小时,可认为金属导体电阻是不变的。但当温度变化大时,电阻的变化就不可忽视。例如,40W白炽电灯的灯丝电阻在不发光时约为100Ω,而在正常发光时,灯丝温度在2000℃以上,这时的电阻超过1kΩ,即超过原来的10倍。

利用这一特性,可制成电阻温度计,这种温度计的测量范围为-263~1000℃(常用铂丝制成)。

少数合金的电阻,几乎不受温度的影响,常用于制造标准电阻器。

在极低温(接近于绝对零度)状态下,有些金属(一些合金和金属的化合物)电阻突然变为零,这种现象叫做超导现象。对超导材料的研究是现代物理学中很重要的课题,目前正致力于提高超导体的温度,以扩大它的应用范围。

必须指出的是,不同的材料因温度变化而引起的电阻变化是不同的,同一导体在不同的温度下有不同的电阻,也就有不同的电阻率。表1-2列出的电阻率是20℃时的值。

温度每升高1℃时电阻所变动的数值与原来电阻值的比,称为电阻的温度系数,以字母α表示,单位为1/℃。(www.xing528.com)

如果在温度为t1时,导体的电阻为R2,在温度为t2时,导体的电阻为R2,那么电阻的温度系数

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R2=R1[1+αt2-t1)] (1-5)

从上式可以看出,当温度升高时,材料电阻增加,α为正值,这类材料称为正温度系数电阻,若金属银、铜、铝、钨等。若温度增加时电阻值反而减小,α为负值,则称这类材料为负温度系数电阻,如碳、半导体等。

在一般情况下,若电阻值随温度变化不是太大,则可以不考虑其温度影响。

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