Coeficiente de temperatura de resistencia

Es posible que haya notado en la tabla de resistencias específicas que todas las cifras se especificaron a una temperatura de 20 ° Celsius. Si sospechaba que esto significaba que la resistencia específica de un material puede cambiar con la temperatura, ¡tenía razón!

Los valores de resistencia para conductores a cualquier temperatura que no sea la temperatura estándar (generalmente especificada a 20 Celsius) en la tabla de resistencia específica deben determinarse mediante otra fórmula:

La constante "alfa" (α) se conoce como coeficiente de temperatura de resistencia y simboliza el factor de cambio de resistencia por grado de cambio de temperatura. Así como todos los materiales tienen una cierta resistencia específica (a 20 ° C), también cambian Resistencia según la temperatura en determinadas cantidades. Para metales puros, este coeficiente es un número positivo, lo que significa que la resistencia aumenta con aumento de temperatura. Para los elementos carbono, silicio y germanio, este coeficiente es un número negativo, lo que significa que la resistencia disminuye con aumento de temperatura. Para algunas aleaciones de metales, el coeficiente de temperatura de resistencia es muy cercano a cero, lo que significa que la resistencia apenas cambia con las variaciones de temperatura (¡una buena propiedad si desea construir una resistencia de precisión con alambre de metal!). La siguiente tabla muestra los coeficientes de temperatura de resistencia para varios metales comunes, tanto puros como aleados:

Coeficientes de temperatura de resistencia a 20 grados Celsius

Material Elemento / Aleación "alfa" por grado Celsius NickelElement0.005866IronElement0.005671MolybdenumElement0.004579TungstenElement0.004403AluminumElement0.004308CopperElement0.004041SilverElement0.003819PlatinumElement0.003729GoldElement0.003715ZincElement0.003847Steel * Alloy0.003NichromeAlloy0.00017Nichrome VAlloy0.00013ManganinAlloy +/- 0.000015ConstantanAlloy-0.000074

* =Aleación de acero al 99,5 por ciento de hierro, 0,5 por ciento de carbono tys

Echemos un vistazo a un circuito de ejemplo para ver cómo la temperatura puede afectar la resistencia del cable y, en consecuencia, el rendimiento del circuito:

Este circuito tiene una resistencia total del cable (cable 1 + cable 2) de 30 Ω a temperatura estándar. Al configurar una tabla de valores de voltaje, corriente y resistencia obtenemos:

A 20 ° Celsius, obtenemos 12,5 voltios a través de la carga y un total de 1,5 voltios (0,75 + 0,75) caídos a través de la resistencia del cable. Si la temperatura aumentara a 35 ° Celsius, podríamos determinar fácilmente el cambio de resistencia para cada pieza de alambre. Suponiendo el uso de alambre de cobre (α =0.004041) obtenemos:

Al volver a calcular los valores de nuestro circuito, vemos qué cambios traerá este aumento de temperatura:

Como puede ver, el voltaje en la carga bajó (de 12,5 voltios a 12,42 voltios) y la caída de voltaje en los cables aumentó (de 0,75 voltios a 0,79 voltios) como resultado del aumento de temperatura. Aunque los cambios pueden parecer pequeños, pueden ser significativos para las líneas eléctricas que se extienden por kilómetros entre las plantas de energía y las subestaciones, subestaciones y cargas. De hecho, las empresas de servicios eléctricos a menudo tienen que tener en cuenta los cambios de resistencia de la línea que resultan de las variaciones estacionales de temperatura al calcular la carga permitida del sistema.

REVISAR:

• La mayoría de los materiales conductores cambian la resistencia específica con los cambios de temperatura. Es por eso que las cifras de resistencia específica siempre se especifican a una temperatura estándar (generalmente 20 ° o 25 ° Celsius).
• El factor de cambio de resistencia por grado Celsius de cambio de temperatura se denomina coeficiente de resistencia de temperatura . Este factor está representado por la letra minúscula griega "alfa" (α).
• Un coeficiente positivo para un material significa que su resistencia aumenta con un aumento de temperatura. Los metales puros suelen tener coeficientes de temperatura positivos de resistencia. Se pueden obtener coeficientes cercanos a cero mediante la aleación de ciertos metales.
• Un coeficiente negativo para un material significa que su resistencia disminuye con un aumento de temperatura. Los materiales semiconductores (carbono, silicio, germanio) suelen tener coeficientes de temperatura negativos de resistencia.
• La fórmula utilizada para determinar la resistencia de un conductor a una temperatura diferente a la que se especifica en una tabla de resistencia es la siguiente:

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo del coeficiente de temperatura de resistencia