1.4 Ellenállások hőmérsékletfüggése

2014.11.05 17:58

Az ellenállás hőfokfüggése
Hőfokfüggésnek nevezzük azt a jelenséget, amikor egy anyagi rendszer a hőmérsékletváltozás hatására megváltoztatja valamilyen tulajdonságát. Az anyagi rendszer ellenállása függ a hőmérséklettől is: ha megváltoztatjuk a hőmérsékletét, akkor az ellenállása is megváltozik. Ezt az ellenállás változást a
R = R0 ⋅ α ⋅ ∆T
összefüggéssel ki tudjuk számítani, ahol R0 a 20 °C -on mért ellenállás ∆T=T−T0 a hőmérsékletváltozás, T0 az eredeti, T az új hőmérséklet és α a hőfoktényező.
 

A hőfoktényező
A hőfoktényező megmutatja, hogy az adott anyag Ω ellenállású darabja 1 °C hőmérsékletváltozás hatására
mennyivel változtatja meg az értékét.
α=1/0C

 

A hőfoktényező kiterjesztése
 

Az ellenállás új értékét  az R=R0+R0· α ·∆T összefüggésből számíthatjuk ki: R=R0·(1+ α ·∆T). Ez az összefüggés azonban csak -50 °C és + 200 °C között használható, mert a hőfoktényező csak ebben a tartományban állandó. Nagyon alacsony hőmérsékleten ugyanis az ellenállás hirtelen nullára csökken, tehát az anyag szupravezetővé válik. A szupravezetők az áramot veszteségmentesen vezetik, de az állapotuk eléréséhez szükséges néhány kelvin hőmérséklet előállítása rendkívül nehéz és drága.

 

Néhány anyag hőfoktényezője:

PTK termisztorok
Az ellenállások hőmérsékletfüggő alkatrészek, értékük változási iránya pedig az α hőfoktényezı előjelétől, és a hőmérsékletváltozás irányától függ. Azokat az ellenállásokat, amelyeknél α előele pozitív, pozitív hőfoktényezőjű (Pozitív Temperature Koefficiens) anyagoknak, azaz PTK-nak nevezzük. Ilyen anyag az összes fém.

 

Az NTK termisztorok 
Az ellenállás változás oka szerint az NTK termisztorokat két nagy csoportra oszthatjuk:

Az ellenállás változását kizárólag a környezeti hőmérséklet megváltozása okozza. Ezek a mérő vagy érzékelő termisztorok (hőmérsékletmérésre használhatjuk).
Az ellenállás megváltozását a termisztoron átfolyó áram hőhatása váltja ki. Ezeket motorok, különleges izzólámpák, elektroncsövek fűtésére; jelfogók meghúzásának, elengedésének késleltetésére; esetleg feszültség stabilizálására használják