En génie électrique ou électronique, lorsque le flux de courant passe à travers un fil, il reçoit de la chaleur à cause du fil. la résistance . En parfait état, la résistance doit être «0» mais cela n’a pas lieu. Lorsque le fil chauffe, la résistance du fil change en fonction de la température. Même s'il est préférable que la résistance reste stable et qu'elle soit indépendante pendant la température . Ainsi, le changement de résistance pour chaque changement de degré dans la température est appelé coefficient de température de résistance (TCR). Généralement, il est désigné par un symbole alpha (α). Le TCR du métal pur est positif car lorsque la température augmente, la résistance augmente. Par conséquent, il est nécessaire de réaliser des résistances très précises là où la résistance ne modifie pas les alliages.

Quel est le coefficient de température de résistance (TCR)?

Nous savons qu'il existe de nombreux matériaux et qu'ils ont une certaine résistance. La résistance du matériau change en fonction de la variation de température. La relation principale entre la modification de la température et la modification de la résistance peut être donnée par le paramètre appelé TCR (coefficient de température de résistance). Il est signifié par le symbole α (alpha).

Sur la base du matériau pouvant être obtenu, le TCR est séparé en deux types tels qu'un coefficient de température positif de résistance (PTCR) et un coefficient de température négatif de résistance (NTCR).

coefficient de température de résistance

En PTCR, lorsque la température est augmentée, la résistance du matériau est augmentée. Par exemple, dans les conducteurs, lorsque la température augmente, la résistance augmente également. Pour les alliages comme le constantan et la manganine, la résistance est assez faible sur une plage de température particulière. Pour semi-conducteurs tels que les isolants (caoutchouc, bois), silicium et germanium et électrolytes. la résistance diminue alors la température sera augmentée ainsi ils ont TCR négatif.

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Dans les conducteurs métalliques, lorsque la température augmente, la résistance augmente en raison des facteurs suivants, notamment les suivants.

Tout droit sur la résistance précoce
Montée en température.
Basé sur la durée de vie du matériau.

La formule du coefficient de température de résistance

La résistance du conducteur peut être calculée à n'importe quelle température spécifiée à partir des données de température, c'est TCR, sa résistance à la température typique et le fonctionnement de la température. En terme général, le coefficient de température de la formule de résistance peut être exprimé comme

R = R_réf(1 + α (T - Tref))

Où

«R» est la résistance à la température «T»

«R_réf»Est la résistance à la température de« Tref »

«Α» est le TCR du matériau

«T» est la température du matériau en ° Celsius

«Tref» est la température de référence utilisée pour laquelle le coefficient de température est indiqué.

Le Unité SI du coefficient de température de résistivité est par degré Celsius ou (/ ° C)

Le unité du coefficient de température de résistance est ° Celsius

Normalement, le TCR (coefficient de température de résistance) est cohérent avec une température de 20 ° C. Donc, normalement, cette température est considérée comme la température ambiante normale. Ainsi, le coefficient de température de dérivation de résistance prend normalement ceci dans la description:

R = R20 (1 + α20 (T − 20))

Où

«R20» est la résistance à 20 ° C

«Α20» est le TCR à 20 ° C

Le TCR de résistances est positif, négatif sinon constant sur une plage de température fixe. La sélection de la bonne résistance peut empêcher la compensation de température. Un grand TCR est nécessaire pour mesurer la température dans certaines applications. Les résistances destinées à ces applications sont appelées thermistances , qui ont un PTC (coefficient de température positif de résistance) ou NTC (coefficient de température négatif de résistance).

Coefficient de température positif de résistance

Un PTC fait référence à certains matériaux qui subissent une fois que leur température est élevée, puis la résistance électrique augmente également. Les matériaux qui ont un coefficient plus élevé montrent alors une montée rapide avec la température. Un matériau PTC est conçu pour atteindre la température maximale utilisée pour une tension i / p donnée car à un moment donné, lorsque la température augmente, la résistance électrique sera augmentée. Le coefficient de température positif des matériaux de résistance est naturellement autolimitant, contrairement aux matériaux NTC ou au chauffage par résistance linéaire. Certains des matériaux comme le caoutchouc PTC ont également un coefficient de température en augmentation exponentielle

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Coefficient de température négatif de résistance

Un NTC fait référence à certains matériaux qui subissent une fois leur température élevée, puis la résistance électrique sera diminuée. Les matériaux qui ont un coefficient plus bas alors ils montrent une décroissance rapide avec la température. Les matériaux NTC sont principalement utilisés pour fabriquer des limiteurs de courant, des thermistances et capteurs de température .

Méthode de mesure du TCR

Le TCR d'une résistance peut être décidé en calculant les valeurs de résistance sur une plage de températures appropriée. Le TCR peut être mesuré lorsque la pente normale de la valeur de résistance est supérieure à cet intervalle. Pour les relations linéaires, cela est précis car le coefficient de température de la résistance est stable à chaque température. Mais, il existe plusieurs matériaux qui ont un coefficient comme non linéaire. Par exemple, un Nichrome est un alliage populaire utilisé pour les résistances, et la relation principale entre le TCR et la température n'est pas linéaire.

Comme le TCR est donc mesuré comme une pente normale, il est très important d'identifier l'intervalle du TCR et la température. Le TCR peut être calculé à l'aide d'une méthode normalisée telle que la technique MIL-STD-202 pour la plage de température de -55 ° C à 25 ° C et de 25 ° C à 125 ° C. Parce que la valeur calculée maximale est identifiée comme TCR. Cette technique a souvent des effets ci-dessus indiquant une résistance destinée à des applications peu exigeantes.

Coefficient de température de résistance pour certains matériaux

Le TCR de certains matériaux à une température de 20 ° C est indiqué ci-dessous.

Pour le matériau Argent (Ag), le TCR est de 0,0038 ° C
Pour les matériaux en cuivre (Cu), le TCR est de 0,00386 ° C
Pour le matériau Or (Au), le TCR est de 0,0034 ° C
Pour le matériau en aluminium (Al), le TCR est de 0,00429 ° C
Pour le matériau Tungstène (W), le TCR est de 0,0045 ° C
Pour le matériau Fer (Fe), le TCR est de 0,00651 ° C
Pour le matériau Platine (Pt), le TCR est de 0,003927 ° C
Pour le matériau Manganin (Cu = 84% + Mn = 12% + Ni = 4%), le TCR est de 0,000002 ° C
Pour les matériaux au mercure (Hg), le TCR est de 0,0009 ° C
Pour le matériau Nichrome (Ni = 60% + Cr = 15% + Fe = 25%), le TCR est de 0,0004 ° C
Pour le matériau Constantan (Cu = 55% + Ni = 45%), le TCR est de 0,00003 ° C
Pour le matériau Carbone (C), le TCR est de - 0,0005 ° C
Pour le matériau Germanium (Ge), le TCR est de - 0,05 ° C
Pour le matériau Silicium (Si), le TCR est de - 0,07 ° C
Pour les matériaux en laiton (Cu = 50-65% + Zn = 50-35%), le TCR est de 0,0015 ° C
Pour le matériau Nickel (Ni), le TCR est de 0,00641 ° C
Pour le matériau étain (Sn), le TCR est de 0,0042 ° C
Pour le matériau Zinc (Zn), le TCR est de 0,0037 ° C
Pour le matériau Manganèse (Mn), le TCR est de 0,00001 ° C
Pour le matériau tantale (Ta), le TCR est de 0,0033 ° C

Expérience TCR

Le coefficient de température de l'expérience de résistance t est expliqué ci-dessous.

Objectif

L'objectif principal de cette expérience est de découvrir le TCR d'une bobine donnée.

Appareil

L'appareil de cette expérience comprend principalement des fils de connexion, un pont Carey Foster, une boîte de résistance, un accumulateur de plomb, une clé unidirectionnelle, une résistance faible inconnue, un jockey, un galvanomètre, etc.

La description

Un pont de foyer Carey est principalement similaire à un pont de mètre car ce pont peut être conçu avec 4 résistances telles que P, Q, R & X et celles-ci sont connectées les unes aux autres.

Pont de Wheatstone

Au dessus Pont de Whetstone , le galvanomètre (G), un accumulateur au plomb (E) et les touches du galvanomètre et de l'accumulateur sont respectivement K1 et K.

Si les valeurs de résistance sont modifiées, il n'y a pas de courant de circulation à travers le «G» et la résistance inconnue peut être déterminée par l'une des trois résistances connues telles que P, Q, R et X. La relation suivante est utilisée pour déterminer la résistance inconnue.

P / Q = R / X

Le pont d'accueil Carey peut être utilisé pour calculer la disparité entre deux résistances presque égales et connaissant une valeur, l'autre valeur peut être calculée. Dans ce genre de pont, les dernières résistances sont supprimées dans le calcul. C'est un avantage et il peut donc facilement être utilisé pour calculer une résistance connue.

Carey-Foster-Bridge

Les résistances égales comme P & Q sont connectées dans les espaces internes 2 et 3, la résistance typique «R» peut être connectée dans l'espace1 et le «X» (résistance inconnue) est connecté dans l'espace4. L'ED est la longueur d'équilibrage qui peut être calculée à partir de l'extrémité «E». Selon le principe du Whetstone Bridge

P / Q = R + a + l1ρ / X + b + (100- l1) ρ

Dans l'équation ci-dessus, a et b sont les modifications d'extrémité à l'extrémité E et F et sont la résistance pour la longueur de chaque unité dans le fil de pont. Si ce test est continu en changeant X & R, la longueur d’équilibrage «l2» est calculée à partir de l’extrémité E.

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

À partir des deux équations ci-dessus,

X = R + ρ (11-12)

Soit l1 & l2 les longueurs d'équilibrage une fois que les tests ci-dessus sont effectués avec une résistance typique «r» au lieu de «R» & au lieu de X, une large bande de cuivre de résistance «0».

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

Si les résistances de bobine sont X1 et X2 aux températures telles que t1oc et t2oc, alors le TCR est

Α = X2 - X1 / (X1t2 - X2t1)

Et aussi si les résistances de la bobine sont X0 et X100 à des températures telles que 0oc et 100oc, alors le TCR est

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Α = X100 - X0 / (X0 x 100)

Il s'agit donc du coefficient de température de la résistance . À partir des informations ci-dessus enfin, nous pouvons conclure qu'il s'agit du calcul de la modification de toute substance de résistance électrique pour chaque niveau de changement de température. Voici une question pour vous, quelle est l'unité du coefficient de température de résistance?