บน 10/08/2024 532

กุญแจสำคัญในการวิศวกรรมไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ: การแนะนำค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน (TCR) วัดว่าความต้านทานของวัสดุเปลี่ยนแปลงอย่างไรกับอุณหภูมิสถานที่ให้บริการนี้มีความสำคัญสำหรับการออกแบบและปรับปรุงชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในหลายอุตสาหกรรมเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นวิธีที่อะตอมและโมเลกุลเคลื่อนที่ภายในการเปลี่ยนแปลงของวัสดุส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกายภาพบทความนี้อธิบาย TCR ด้วยคณิตศาสตร์อย่างง่ายแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของวัสดุเช่นโลหะและเซมิคอนดักเตอร์และเน้นบทบาทที่น่าประทับใจในระบบอิเล็กทรอนิกส์และระบบความปลอดภัยในชีวิตประจำวันเช่นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์การรู้ว่าอุณหภูมิส่งผลกระทบต่อวัสดุช่วยให้วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ทำนายพฤติกรรมได้อย่างไรและทำให้แน่ใจว่าเทคโนโลยีทำงานได้ดีในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน

แคตตาล็อก

รูปที่ 1: ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิแสดงเป็นαวัดการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ในคุณสมบัติทางกายภาพ r ในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ dtความสัมพันธ์ถูกแสดงทางคณิตศาสตร์โดยสูตร:

โดยที่αแสดงเป็นอุณหภูมิผกผันโดยทั่วไปในหน่วยเช่น 1/k หรือ k - 1เมื่อαΔTยังคงอยู่น้อยกว่า 1 สามารถใช้การประมาณเชิงเส้นได้อย่างมีประสิทธิภาพการประมาณนี้ช่วยให้การคำนวณ R ที่อุณหภูมิใด ๆ ที่กำหนดตามค่าที่ทราบที่อุณหภูมิอ้างอิง T0 แสดงเป็น:

โดยที่Δtแสดงถึงความแตกต่างระหว่าง t และ t0วิธีการเชิงเส้นนี้ทำให้การประมาณการง่ายขึ้น แต่โดยทั่วไปจะใช้ได้เฉพาะเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิมีขนาดเล็กและαค่อนข้างคงที่การใช้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิครอบคลุมการใช้งานทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมที่หลากหลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจำแนกลักษณะทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของวัสดุเช่นเดียวกับปฏิกิริยาของพวกเขาโดยมีค่าทั่วไปอยู่ระหว่าง 2 และ 3 สำหรับปฏิกิริยาส่วนใหญ่

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน

รูปที่ 2: ภาพประกอบความต้านทานและอุณหภูมิ

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน (TCR) วัดว่าความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุเปลี่ยนแปลงอย่างไรกับอุณหภูมิเมื่อออกแบบส่วนประกอบไฟฟ้าที่ทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิที่พึ่งพาได้คุณลักษณะนี้จำเป็นต้องใช้TCR มีค่าเป็นพิเศษสำหรับโลหะซึ่งความต้านทานมักจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้เกิดการชนของอิเล็กตรอนมากขึ้นซึ่งทำให้กระแสไฟฟ้าไหลช้าลง

ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานและอุณหภูมิแสดงโดยสมการ:

ในสูตรนี้:

r คือความต้านทานที่อุณหภูมิ t

R_{ผู้อ้างอิง} คือความต้านทานอ้างอิง

αคือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน

T_{ผู้อ้างอิง} คืออุณหภูมิอ้างอิง

วิศวกรจำเป็นต้องรู้สมการนี้เพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบไฟฟ้าทำงานได้ดีในอุณหภูมิที่แตกต่างกันการทำความเข้าใจ TCR ช่วยในการเลือกวัสดุที่เหมาะสมและระบบการออกแบบที่ลดผลกระทบด้านลบของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและความต้านทาน

รูปที่ 3: ความต้านทานอุณหภูมิ

ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและความต้านทานในตัวนำนั้นได้รับจาก:

ที่นี่:

R_T คือความต้านทานที่อุณหภูมิ t

R₀ คือความต้านทานเริ่มต้นที่อุณหภูมิพื้นฐาน t₀-

αคือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน

สูตรนี้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงความต้านทานขึ้นอยู่กับความต้านทานเริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและ TCR αสำหรับตัวนำเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นพลังงานจลน์ที่เพิ่มขึ้นของอิเล็กตรอนจะนำไปสู่การชนกันบ่อยขึ้นซึ่งจะเป็นการเพิ่มความต้านทานการเปลี่ยนแปลงโดยรวมของความต้านทานเป็นหลักเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเวลาเฉลี่ยระหว่างการชนแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในจำนวนผู้ให้บริการค่าใช้จ่ายการทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เป็นสิ่งที่ดีสำหรับการสร้างวัสดุที่เหมาะสมกับเงื่อนไขอุณหภูมิที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย

ประเภทของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน

มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิสองประเภทหลัก: บวกและลบโดยทั่วไปโลหะจะแสดงค่าสัมประสิทธิ์เชิงบวกซึ่งหมายถึงความต้านทานของพวกเขาเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิในทางตรงกันข้ามเซมิคอนดักเตอร์และฉนวนมักจะแสดงค่าสัมประสิทธิ์เชิงลบซึ่งอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นนำไปสู่จำนวนผู้ให้บริการประจุที่สูงขึ้นลดความต้านทานโดยรวมการเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันที่กำหนดนั้นขึ้นอยู่กับการแบ่งขั้วนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่จำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ

รูปที่ 4: ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวกและลบ

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวกของความต้านทาน (PTC)

วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวก (PTC) ของความต้านทานเพิ่มความต้านทานของพวกเขาเมื่อพวกเขาร้อนขึ้นคุณภาพนี้ทำให้ดีสำหรับสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีการควบคุมอุณหภูมิที่เชื่อถือได้วัสดุ PTC สามารถควบคุมตนเองได้ซึ่งหมายความว่าพวกเขาหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปโดย จำกัด อุณหภูมิการทำงานสูงสุดตามธรรมชาติเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความต้านทานของพวกเขาจะเพิ่มขึ้นซึ่งจะลดการไหลของกระแสและควบคุมการผลิตความร้อน

วัสดุที่แตกต่างกันเช่นยางและโพลีเมอร์คอมโพสิตบางชนิดได้รับการออกแบบมาเพื่อแสดงพฤติกรรมนี้พวกเขาถูกสร้างขึ้นเพื่อให้มีความต้านทานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในบางอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความต้านทานนี้มีประโยชน์มากสำหรับการใช้งานที่ไวต่อความปลอดภัยซึ่งการรักษาช่วงอุณหภูมิเฉพาะนั้นดีต่อการหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของอุปกรณ์หรืออันตรายตัวอย่างรวมถึงการป้องกันปัจจุบันในวงจรไฟฟ้าและองค์ประกอบความร้อนที่ควบคุมตนเองในอุปกรณ์ครัวเรือนเทคโนโลยีที่ทันสมัยไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีวัสดุ PTC เนื่องจากความปลอดภัยโดยธรรมชาติรวมถึงความแข็งแกร่งและความน่าเชื่อถือ

รูปที่ 5: แสดงค่าของความต้านทานเพิ่มขึ้น

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบของความต้านทาน (NTC)

วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบ (NTC) ของความต้านทานลดความต้านทานของพวกเขาลดลงเมื่อพวกเขาร้อนขึ้นสำหรับแอปพลิเคชันจำนวนมากที่ต้องการการควบคุมที่แม่นยำและการวัดอุณหภูมิที่ละเอียดอ่อนวัสดุ NTC นั้นมีค่าความต้านทานที่ลดลงของพวกเขาด้วยอุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้พวกเขาสมบูรณ์แบบสำหรับเซ็นเซอร์อุณหภูมิและเทอร์มิสเตอร์ที่ใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่เครื่องใช้ในบ้านไปจนถึงระบบอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน

วัสดุ NTC ให้ข้อเสนอแนะเซ็นเซอร์อุณหภูมิเพื่อให้ระบบควบคุมสามารถปรับเครื่องช่วยหายใจเครื่องทำความร้อนหรือเครื่องทำความเย็นในระบบไฟฟ้าการจัดการกระแสการไหลเข้าเป็นอีกการใช้งานที่สำคัญเมื่อใช้พลังงานเป็นครั้งแรกเทอร์มิสเตอร์ NTC สามารถ จำกัด กระแสไฟพุ่งเข้ากันได้โดยมีความต้านทานที่สูงขึ้นที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าซึ่งจะลดลงเมื่อพวกเขาร้อนขึ้นคุณลักษณะนี้ช่วยปกป้องชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนจากความเสียหายเนื่องจากกระแสเริ่มต้นสูงปรับปรุงอายุยืนและความน่าเชื่อถือของระบบอิเล็กทรอนิกส์

รูปที่ 6: แสดงค่าของความต้านทานต่ำกว่า

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของตัวอย่างความต้านทาน

เครื่องวัดอุณหภูมิความต้านทานแพลตตินัมเป็นแอปพลิเคชันที่เป็นแบบอย่างของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานการกำหนดจุดหลอมละลายของดีบุกโดยการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานให้ข้อมูลเชิงลึกในทางปฏิบัติเกี่ยวกับยูทิลิตี้ของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิในการใช้งานจริงโดยเน้นความสำคัญของพวกเขาในการวัดทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม

ตัวอย่าง: เทอร์โมมิเตอร์ต้านทานแพลตตินัมมีความต้านทาน R0 = 50.0 Ωที่ T0 = 20 ºCαสำหรับ PT คือ 3.92 × 10-3 (ºC) -1เทอร์โมมิเตอร์จะถูกแช่อยู่ในภาชนะที่มีกระป๋องหลอมละลาย ณ จุดที่ R เพิ่มขึ้นเป็น91.6Ωจุดหลอมเหลวของดีบุกคืออะไร?

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความยืดหยุ่น

คุณสมบัติหลักของวัสดุที่อธิบายถึงความยืดหยุ่นของโมดูลัสหรือความแข็งนั้นแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิคือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความยืดหยุ่นโมดูลัสยืดหยุ่นหรือที่เรียกว่าโมดูลัสของ Young วัดความแข็งของวัสดุมันกำหนดจำนวนวัสดุที่เปลี่ยนรูปภายใต้ความเครียดและถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของความเครียด (แรงต่อพื้นที่หน่วย) ต่อความเครียด (การเสียรูปในการตอบสนองต่อความเครียด)โดยทั่วไปโมดูลัสยืดหยุ่นที่สูงกว่าบ่งบอกถึงวัสดุที่แข็งโมดูลัสยืดหยุ่นโดยทั่วไปจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นแม้ว่าความสัมพันธ์นี้จะแตกต่างกันไปตามวัสดุการลดลงนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเพิ่มการสั่นสะเทือนของอะตอมหรือโมเลกุลลดแรงผลักดันที่ทำให้เกิดความแข็งของวัสดุเมื่อวัสดุร้อนขึ้นอะตอมก็สั่นสะเทือนอย่างแรงมากขึ้นทำให้เกิดความไม่ชัดชั่วคราวในโครงสร้างและส่งผลให้ความแข็งลดลง

รูปที่ 7: โมดูลัสยืดหยุ่น

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความยืดหยุ่นวัดปริมาณการเปลี่ยนแปลงของความแข็งด้วยอุณหภูมิมันมักจะแสดงเป็นการเปลี่ยนแปลงเศษส่วนในโมดูลัสต่อระดับของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิค่าสัมประสิทธิ์เชิงลบหมายถึงโมดูลัสยืดหยุ่นลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันหลายประเภทความสามารถในการทำนายพฤติกรรมของวัสดุภายใต้สภาวะความร้อนที่หลากหลายเป็นสิ่งสำคัญและค่าสัมประสิทธิ์นี้ช่วยได้

วัสดุที่อยู่ภายใต้ความเครียดจากความร้อนเช่นเดียวกับที่ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศยานยนต์และอุตสาหกรรมการก่อสร้างจำเป็นต้องมีความเข้าใจในค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความยืดหยุ่นความเครียดจากความร้อนเกิดขึ้นเมื่อวัสดุผ่านการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในขณะที่ถูกยับยั้งทำให้เกิดการขยายตัวหรือการหดตัวหากวัสดุไม่สามารถทำให้เสียรูปได้อย่างอิสระเนื่องจากข้อ จำกัด ด้านสิ่งแวดล้อมหรือโครงสร้างความเครียดจะเกิดขึ้นซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลว

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการเกิดปฏิกิริยา

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการเกิดปฏิกิริยานับการเปลี่ยนแปลงในปฏิกิริยาของเครื่องปฏิกรณ์ด้วยอุณหภูมิค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบนั้นเหมาะอย่างยิ่งเพราะมันหมายความว่าเมื่ออุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มขึ้นการเกิดปฏิกิริยาจะลดลงเนื่องจากจะช่วยลดการส่งออกพลังงานของเครื่องปฏิกรณ์เมื่อมันร้อนขึ้นระบบตอบรับเชิงลบนี้จะช่วยลดอุบัติเหตุที่ร้อนเกินไปและเป็นไปได้

มีหลายปัจจัยที่มีผลต่อค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการเกิดปฏิกิริยารวมถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชื้อเพลิงลักษณะของผู้ดูแลและการกำหนดค่าเครื่องปฏิกรณ์โดยรวมเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะลดลงลดความหนาแน่นซึ่งจะช่วยลดการปฏิสัมพันธ์ของนิวตรอนและลดการเกิดปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ผู้ดูแลเช่นน้ำเพื่อชะลอนิวตรอนอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะช่วยลดความหนาแน่นของผู้ดูแลทำให้มีประสิทธิภาพน้อยลงในการชะลอตัวของนิวตรอนและลดการเกิดปฏิกิริยาอุณหภูมิที่สูงขึ้นยังส่งผลกระทบต่อการดูดซึมของตัวดูดซับเสียงสะท้อนในเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ทำให้ความสามารถในการจับนิวตรอนซึ่งช่วยลดการเกิดปฏิกิริยา

คุณลักษณะด้านความปลอดภัยที่ควบคุมตนเองที่ต้องมีเพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องปฏิกรณ์ร้อนเกินไปและรับประกันการทำงานที่มั่นคงคือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบของการเกิดปฏิกิริยามันทำหน้าที่เป็นกลไกการควบคุมอัตโนมัติรักษาระดับพลังงานที่ปลอดภัยโดยไม่ต้องแทรกแซงจากภายนอกตัวอย่างเช่นหากการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นอย่างไม่คาดคิดทำให้เครื่องปฏิกรณ์ร้อนเกินไปค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบจะช่วยลดปฏิกิริยาโดยอัตโนมัติการทำให้เครื่องปฏิกรณ์เย็นลงและการทำงานที่เสถียร

รูปแบบของวัสดุและแอปพลิเคชันของพวกเขา

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานแตกต่างกันไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัสดุที่แตกต่างกันรายละเอียดที่บันทึกไว้ในตารางที่ครอบคลุมซึ่งแสดงค่าสัมประสิทธิ์สำหรับโลหะและโลหะผสมต่างๆที่อุณหภูมิ 20 ° Cโลหะเช่นนิกเกิลและเหล็กมีค่าสัมประสิทธิ์บวกสูงซึ่งบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในการต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในทางกลับกันอัลลอยด์เช่น Nichrome และ Constantan แสดงค่าสัมประสิทธิ์น้อยที่สุดหรือลบเล็กน้อยทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความต้านทานที่มั่นคงในการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเช่นในตัวต้านทานที่แม่นยำและวงจรที่ไวต่ออุณหภูมิ

รูปที่ 8: ตารางความต้านทานค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิสำหรับโลหะทั่วไป

ผลกระทบเชิงปฏิบัติในการออกแบบวงจร

การออกแบบวงจรที่ต้องใช้งานภายใต้สภาวะความร้อนที่เฉพาะเจาะจงต้องมีความเข้าใจและความสามารถในการคำนวณค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานตัวอย่างเช่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์มาตรฐานที่ทำงานที่ 20 ° C อาจประสบกับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานอย่างมีนัยสำคัญหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 35 ° C โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากใช้การเดินสายทองแดง (α = 0.004041)

รูปที่ 9: วงจรตัวอย่างเพื่อดูว่าอุณหภูมิมีผลต่อความต้านทานของลวดอย่างไร

รูปที่ 10: วิธีแก้ปัญหาโดยใช้สูตร

การเปลี่ยนแปลงความต้านทานเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงการกระจายแรงดันไฟฟ้าข้ามส่วนประกอบวงจรส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมและการจัดการความร้อนคุณลักษณะนี้เป็นสิ่งจำเป็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ที่ความผันผวนของอุณหภูมิเป็นที่สังเกตได้ในระยะทางไกลเช่นการส่งพลังงาน

บทสรุป

ในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมร่วมสมัยการศึกษาค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน (TCR) เป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานและวัสดุมากมายTCR ดีที่สุดสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์และความปลอดภัยตั้งแต่หลักการพื้นฐานในโลหะและเซมิคอนดักเตอร์ไปจนถึงการใช้งานจริงในวงจรอิเล็กทรอนิกส์บทบาทในระบบความปลอดภัยเช่นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แสดงให้เห็นว่ามันน่าทึ่งเพียงใดสำหรับความมั่นคงและการป้องกันความล้มเหลวการทำความเข้าใจและการจัดการ TCR ยังคงมีความเกี่ยวข้องเนื่องจากวัสดุอยู่ภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรงและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากขึ้นการเรียนรู้ TCR ช่วยให้วิศวกรสามารถสร้างระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพและปรับตัวได้มากขึ้น

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. ทำไมโลหะถึงมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบของความต้านทาน?

โลหะมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบของความต้านทานเนื่องจากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นอะตอมภายในโลหะจะสั่นสะเทือนมากขึ้นการสั่นสะเทือนของอะตอมที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้เกิดการชนกันของอิเล็กตรอนบ่อยขึ้น (ซึ่งมีกระแสไฟฟ้า) กับอะตอมที่สั่นสะเทือนซึ่งจะเพิ่มความต้านทานอย่างไรก็ตามความสามารถของอิเล็กตรอนที่จะเคลื่อนที่ผ่านโลหะก็เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิซึ่งมักจะอยู่ในอัตราที่เกินกว่าการชนที่เพิ่มขึ้นเป็นผลให้ความต้านทานโดยรวมของโลหะลดลงตามอุณหภูมิ

2. จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานเป็นลบ?

เมื่อค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานเป็นลบความต้านทานของวัสดุจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นพฤติกรรมนี้เป็นเรื่องปกติในโลหะซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะกลายเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีกว่าของไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงขึ้น

3. ความหมายของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานคืออะไร?

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานปริมาณความต้านทานของการเปลี่ยนแปลงของวัสดุกับอุณหภูมิโดยทั่วไปจะแสดงเป็นการเปลี่ยนแปลงเศษส่วนในความต้านทานต่อระดับของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิค่าสัมประสิทธิ์เชิงบวกบ่งบอกถึงการเพิ่มขึ้นของความต้านทานที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์เชิงลบบ่งชี้ว่าลดลง

4. วัสดุใดที่ไม่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบของความต้านทาน?

ฉนวนและเซมิคอนดักเตอร์มักจะไม่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบของความต้านทานซึ่งแตกต่างจากโลหะวัสดุเหล่านี้มักจะแสดงความต้านทานเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นซึ่งสอดคล้องกับค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวก

5. ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิศูนย์คืออะไร?

ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิศูนย์หมายความว่าความต้านทานของวัสดุยังคงที่โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิสำหรับแอปพลิเคชันบางอย่างที่จำเป็นต้องรักษาประสิทธิภาพทางไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องผ่านอุณหภูมิที่หลากหลายคุณลักษณะนี้ค่อนข้างเป็นที่ต้องการ

6. วัสดุใดที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นศูนย์ของความต้านทาน?

โลหะผสมบางชนิดเช่นแมงกานีส (ประกอบด้วยทองแดงแมงกานีสและนิกเกิล) และสูตรเฉพาะของนิกเกิลและเหล็กได้รับการออกแบบให้มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิอุณหภูมิเป็นศูนย์ในช่วงอุณหภูมิเฉพาะตัวต้านทานความแม่นยำและส่วนประกอบอื่น ๆ ที่ต้องใช้ความต้านทานที่สอดคล้องกันใช้วัสดุเหล่านี้

Q7.อะไรคือข้อดีของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบ?

ข้อได้เปรียบของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงลบคือช่วยให้อุปกรณ์สามารถควบคุมอุณหภูมิได้ด้วยตนเองผ่านความต้านทานตัวอย่างเช่นเมื่อความร้อนของโลหะเพิ่มขึ้นและความต้านทานลดลงมันสามารถจัดการกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้นโดยไม่ต้องให้ความร้อนเพิ่มเติมซึ่งอาจป้องกันความร้อนสูงเกินไปในวงจรไฟฟ้าคุณสมบัตินี้มีประโยชน์ในการใช้งานเช่นองค์ประกอบความร้อนและเซ็นเซอร์อุณหภูมิ