Struktura

Teplotní závislost odporu

Teplotní závislost odporu

Vliv teploty na odpor vodiče vyjadřuje tzv. teplotní součinitel odporu α.

Teplotní součinitel odporu α udává, o kolik  se změní odpor 1Ω  při změně teploty o 1 K (kelvin).

Jednotkou teplotního součinitele odporu je jedna na kelvin - K-1.

Teplotní součinitel odporu se v tabulkách udává pro teplotu 20 ºC. S nepatrnými odchylkami však platí i pro ostatní běžné teploty. Při velmi nízkých teplotách, které se blíží 0 K (-273 ºC) však u některých kovů odpor náhle mizí. Vodivost takto podchlazených kovů je vysoká a nazývá se supravodivost. Supravodivost podstatně zmenšuje ztráty při přenosu energie.

Např. pro olovo je teplota supravodivosti 7 K (-266 ºC), pro slitinu niobu a cínu je 18 K (-255 ºC) a pod.

 

Kladný teplotní součinitel PTC (Positiv Temperature Coefficient)

U kovů v pevné fázi odpor s rostoucí teplotou narůstá.

Vodiče

Vodič má při vyšší teplotě větší odpor.

Při vyšší teplotě vzrůstá vnitřní energie látky, jednotlivé atomy mají větší rozkmit, a tím se zvětšuje počet jejich srážek s volnými elektrony. To znesnadňuje uspořádaný pohyb elektronů vodičem, a proto se při zvýšení teploty zvětšuje odpor vodiče.

Podle řady měření platí pro závislost odporu vodiče na teplotě vztah:

R_{\vartheta }=R_{0}\left ( 1+\alpha .\Delta \vartheta \right )

kde:

R0 – odpor při počáteční teplotě,

Rυ – odpor při zvýšené teplotě,

Δυ – teplotní rozdíl  (oteplení),

α – teplotní součinitel odporu.

Ze změny odporu vodiče můžeme naopak zjistit jeho teplotu.

 

Záporný teplotní součinitel NTC (Negative Temperature Coefficient)

Odpor s rostoucí teplotou klesá.

Uhlík, polovodiče, kapaliny a plyny.

Zvýšení teploty způsobí nárůst počtu volných elektronů, a tím se zvětší vodivost – zmenší odpor.

 

Graf závislosti elektrického odporu na teplotě

obrazek

Obr. 1: Grafické znázornění závislosti odporu

 

Příklady teplotního součinitele odporu při 20˚C

Látka    α (K-1)
Železo      6,57.10-3
Cín      4,6.10-3
Olovo       4,2.10-3
Zlato        3,98.10-3
Měď      3,9.10-3
Hliník       4,0.10-3
Mosaz      1,5.10-3
Konstantan    0,04.10-3
Zinek       4,2.10-3
Stříbro     4,1.10-3 
Manganin   0,01.10-3
Uhlík       -0,45.10-3

 

Zdroje

  • BLAHOVEC, A. Elektrotechnika I. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1995. ISBN 80-85427-72-9.
  • TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
  • VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.

Obrázky

  • Obr. 1: BLAHOVEC, A. Elektrotechnika I. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1995. ISBN 80-85427-72-9.

 

Procvič si

1. Co znamená PTC a NTC?

2. Jak se určí teplotní závislost odporu vodiče?

3. Co vyjadřuje teplotní součinitel odporu?

4. Jaký je rozdíl mezi teplotním součinitelem mědi a uhlíku?

Logolink