I elektrisk eller elektronisk konstruksjon, når strømmen strømmer gjennom en ledning, får den varme på grunn av ledningen motstand . I perfekt stand må motstanden være '0', men det skjer ikke. Når ledningen blir varmet opp, endres ledningsmotstanden i henhold til temperaturen. Selv om det er foretrukket at motstanden må holde seg stabil og den må være uavhengig for temperaturen . Så motstandsendringen for hver grad endring innen temperatur blir betegnet som temperaturkoeffisienten for motstand (TCR). Generelt er det betegnet med et symbol alfa (α). TCR for det rene metallet er positivt fordi når temperaturen øker, vil motstanden økes. Derfor er det nødvendig å lage svært nøyaktige motstander hvor motstand ikke endrer legeringer.

Hva er temperaturkoeffisienten for motstand (TCR)?

Vi vet at det er mange materialer, og de har en viss motstand. Motstanden til materiale endres basert på temperaturvariasjonen. Hovedforholdet mellom modifisering i temperatur og modifisering i motstand kan gis av parameteren kalt TCR (temperaturkoeffisient for motstand). Det er merket med symbolet α (alfa).

Basert på oppnåelig materiale, er TCR delt inn i to typer, for eksempel en positiv temperaturkoeffisient (PTCR) og en negativ temperaturkoeffisient (NTCR).

temperatur-motstandskoeffisient

Når temperaturen økes i PTCR, vil materialmotstanden økes. For eksempel i ledere når temperaturen øker, øker også motstanden. For legeringer som konstantan og manganin er motstanden ganske lav over et bestemt temperaturområde. Til halvledere slik som isolatorer (gummi, tre), silisium og germanium og elektrolytter. motstanden reduseres, da vil temperaturen økes, slik at de har negativ TCR.

“12v ac til 12v dc bridge likeretter ”

Når temperaturen øker i metalliske ledere, vil motstanden øke på grunn av følgende faktorer som inkluderer følgende.

Rett på den tidlige motstanden
Temperaturstigning.
Basert på materialets levetid.

Formelen for temperaturmotstandskoeffisient

Ledermotstanden kan beregnes ved hvilken som helst spesifisert temperatur ut fra temperaturdataene, det er TCR, dens motstand ved den typiske temperaturen og temperaturen. Generelt sett temperaturkoeffisienten til motstandsformelen kan uttrykkes som

R = R_ref(1 + α (T - Tref))

Hvor

'R' er motstanden ved 'T' temperatur

‘R_ref'Er motstanden ved' Tref 'temperatur

‘Α’ er materialets TCR

‘T’ er materialets temperatur i ° Celsius

‘Tref’ er referansetemperaturen som temperaturkoeffisienten er oppgitt for.

De SI-enhet av temperaturkoeffisienten for resistivitet er per grad celsius eller (/ ° C)

De enhet av temperaturkoeffisienten for motstand er ° Celsius

Normalt er TCR (temperaturkoeffisient for motstand) i samsvar med en temperatur på 20 ° C. Så normalt blir denne temperaturen tatt som normal romtemperatur. Dermed temperaturkoeffisient for motstandsavledning tar normalt dette inn i beskrivelsen:

R = R20 (1 + α20 (T − 20))

Hvor

‘R20’ er motstanden ved 20 ° C

‘Α20’ er TCR ved 20 ° C

TCR av motstander er positiv, negativ ellers konstant over et fast temperaturområde. Valg av riktig motstand kan stoppe behovet for temperaturkompensasjon. Det kreves en stor TCR for å måle temperaturen i noen applikasjoner. Motstander beregnet på disse applikasjonene er kjent som termistorer , som har en PTC (positiv temperaturkoeffisient for motstand) eller NTC (negativ temperaturkoeffisient for motstand).

Positiv temperaturkoeffisient for motstand

En PTC refererer til noen materialer som opplever at når temperaturen har økt, da øker også elektrisk motstand. Materialene som har høyere koeffisient viser en rask temperaturøkning. Et PTC-materiale er designet for å oppnå den høyeste temperaturen som brukes for en gitt i / p-spenning fordi på et bestemt tidspunkt når temperaturen øker, vil elektrisk motstand økes. Den positive temperaturkoeffisienten til motstandsmaterialer er selvbegrensende, ikke naturlig som NTC-materialer eller lineær motstandsoppvarming. Noen av materialene som PTC-gummi har også eksponentielt stigende temperaturkoeffisient

Motstandskoeffisient for negativ temperatur

En NTC refererer til noen materialer som opplever at når temperaturen er økt, vil elektrisk motstand bli redusert. Materialene som har en lavere koeffisient så viser de en rask reduksjon med temperaturen. NTC-materialer brukes hovedsakelig til å lage strømbegrensere, termistorer og temperatursensorer .

Målemetode for TCR

TCR til en motstand kan bestemmes ved å beregne motstandsverdiene over et passende temperaturområde. TCR kan måles når normal helling av motstandsverdien er over dette intervallet. For lineære forhold er dette presist da temperaturkoeffisienten til motstanden er stabil ved hver temperatur. Men det er flere materialer som har en koeffisient som ikke-lineær. For eksempel er en Nichrome en populær legering som brukes til motstander, og hovedforholdet mellom TCR og temperatur er ikke lineær.

Ettersom TCR måles som normal helling, er det veldig viktig å identifisere intervallet TCR og temperaturen. TCR kan beregnes ved hjelp av en standardisert metode som MIL-STD-202-teknikk for temperaturområdet fra -55 ° C til 25 ° C og 25 ° C til 125 ° C. Fordi den maksimale beregnede verdien er identifisert som TCR. Denne teknikken virker ofte ovenfor og indikerer en motstand beregnet for lite krevende applikasjoner.

Motstandskoeffisient for enkelte materialer

TCR for noen materialer ved 20 ° C temperatur er listet opp nedenfor.

For sølv (Ag) -materiale er TCR 0,0038 ° C
For kobber (Cu) materiale er TCR 0,00386 ° C
For gull (Au) -materiale er TCR 0,0034 ° C
For aluminium (Al) -materiale er TCR 0,00429 ° C
For wolfram (W) materiale er TCR 0,0045 ° C
For jern (Fe) -materiale er TCR 0,00651 ° C
For platina (Pt) materiale er TCR 0,003927 ° C
For Manganin (Cu = 84% + Mn = 12% + Ni = 4%) materiale er TCR 0,000002 ° C
For kvikksølv (Hg) materiale er TCR 0,0009 ° C
For Nichrome (Ni = 60% + Cr = 15% + Fe = 25%) materiale er TCR 0,0004 ° C
For Constantan (Cu = 55% + Ni = 45%) materiale er TCR 0,00003 ° C
For karbon (C) materiale er TCR - 0,0005 ° C
For Germanium (Ge) materiale er TCR - 0,05 ° C
For silisium (Si) materiale er TCR - 0,07 ° C
For messing (Cu = 50 - 65% + Zn = 50 - 35%) materiale er TCR 0,0015 ° C
For nikkel (Ni) materiale er TCR 0,00641 ° C
For Tin (Sn) materiale er TCR 0,0042 ° C
For sink (Zn) materiale er TCR 0,0037 ° C
For mangan (Mn) materiale er TCR 0,00001 ° C
For Tantal (Ta) -materiale er TCR 0,0033 ° C

TCR-eksperiment

De temperaturkoeffisienten til motstandseksperimentet t er forklart nedenfor.

Objektiv

Hovedmålet med dette eksperimentet er å oppdage TCR for en gitt spole.

Apparater

“hvordan lage en PCB hjemme ”

Apparatet til dette eksperimentet inkluderer hovedsakelig tilkoblingskabler, Carey fosterbro, motstandsboks, blyakkumulator, enveisnøkkel, ukjent lavmotstand, jockey, galvanometer, etc.

Beskrivelse

En Carey fosterbro ligner hovedsakelig på en meterbro fordi denne broen kan utformes med 4 motstander som P, Q, R & X, og disse er koblet til hverandre.

Wheatstone-bro

I det ovennevnte Whetstone's bridge , galvanometeret (G), en blyakkumulator (E) & nøklene til galvanometeret og akkumulatoren er henholdsvis K1 & K.

Hvis motstandsverdiene endres, er det ingen strømning gjennom ‘G’, og den ukjente motstanden kan bestemmes av noen av tre kjente motstander som P, Q, R & X. Følgende forhold brukes til å bestemme den ukjente motstanden.

P / Q = R / X

Carey fosterbroen kan brukes til å beregne forskjellen mellom to nesten like motstander og å kjenne den ene verdien, den andre verdien kan beregnes. I denne broen blir de siste motstandene fjernet i beregningen. Det er en fordel, og dermed kan det enkelt brukes til å beregne en kjent motstand.

Carey-fosterbro

De like motstandene som P & Q er koblet sammen i de indre hullene 2 og 3, den typiske motstanden 'R' kan kobles til i gap1 og 'X' (ukjent motstand) er koblet i gap4. ED er balanseringslengden som kan beregnes fra ‘E’-enden. I henhold til Whetstone Bridge-prinsippet

P / Q = R + a + l1ρ / X + b + (100-1) ρ

I ovenstående ligning er a & b endemodifikasjonene ved E & F-enden og er motstanden for lengden på hver enhet i brotråd. Hvis denne testen er kontinuerlig ved å endre X & R, beregnes balanseringslengden 'l2' fra slutten E.

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

Fra de ovennevnte to ligningene,

X = R + ρ (11-12)

La l1 og l2 være balanseringslengdene når testingen ovenfor er utført gjennom en typisk motstand 'r' i stedet for 'R' og i stedet for X, en bred kobberstrimmel med '0'-motstand.

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

Hvis spolemotstandene er X1 og X2 ved temperaturene som t1oc & t2oc, er TCR

Α = X2 - X1 / (X1t2 - X2t1)

Og også hvis spolemotstandene er X0 & X100 ved temperaturene som 0oc & 100oc, så er TCR

“fiberoptisk kabel fordeler og ulemper ”

Α = X100 - X0 / (X0 x 100)

Dermed handler alt om temperaturkoeffisienten på motstand . Fra informasjonen ovenfor til slutt, kan vi konkludere med at dette er beregningen av modifisering i ethvert stoff av elektrisk motstand for hvert nivå av temperaturendring. Her er et spørsmål til deg, hva er enheten med temperaturkoeffisienten for motstand?