Температурний коефіцієнт опору

Про ефект надпровідності знають, напевно, все. У всякому разі, чули про нього. Суть цього ефекту в тому, що при мінус 273 ° С опір провідника протікаючому струму пропадає. Вже одного цього прикладу достатньо для того, щоб зрозуміти, що існує його залежність від температури. А цю залежність описує спеціальний параметр - температурний коефіцієнт опору.

Будь провідник перешкоджає протікає через нього струму. Ця протидія для кожного токопроводящего матеріалу різне, визначається воно багатьма факторами, властивими конкретного матеріалу, але мова далі буде не про це. Інтерес в даний момент представляє його залежність від температури і характер цієї залежності.

Провідниками електричного струму зазвичай виступають метали, у них при підвищенні температури опір зростає, при зниженні воно зменшується. Величина такої зміни, що припадає на 1 ° С, і називається температурний коефіцієнт опору, або скорочено ТКС.

Значення ТКС може бути позитивним і негативним. Якщо він позитивний, то при збільшенні температури опір провідника зростає, якщо негативний, то зменшується. Для більшості металів, що застосовуються як провідники електричного струму, ТКС позитивний. Одним з кращих провідників є мідь, температурний коефіцієнт опору міді не те щоб кращий, але в порівнянні з іншими провідниками, він менше. Треба просто пам'ятати, що значення ТКС визначає, яким при зміні параметрів навколишнього середовища буде значення опору. Його зміна буде тим значніше, ніж цей коефіцієнт більше.

Така температурна залежність опору повинна бути врахована при проектуванні радіоелектронної апаратури. Справа в тому, що апаратура повинна працювати при будь-яких умовах навколишнього середовища, ті ж автомобілі експлуатуються від мінус 40 ° С до плюс 80 ° С. А електроніки в автомобілі багато, і якщо не врахувати вплив навколишнього середовища на роботу елементів схеми, то можна зіткнутися з ситуацією, коли електронний блок відмінно працює при нормальних умовах, але відмовляється працювати при впливі зниженою або підвищеної температури.

Ось цю залежність від умов зовнішнього середовища і враховують розробники апаратури при її проектуванні, використовуючи для цього при розрахунках параметрів схеми температурний коефіцієнт опору. Існують таблиці з даними ТКС для застосовуваних матеріалів і формули розрахунків, за якими, знаючи ТКС, можна визначити значення опору в будь-яких умовах і врахувати в режимах роботи схеми можливе його зміну. Але для розуміння того, що таке ТКС, зараз ні формули, ні таблиці не потрібні.

Треба відзначити, що існують метали з дуже маленьким значенням ТКС, і саме вони використовуються при виготовленні резисторів, параметри яких від змін навколишнього середовища залежать слабо.

Температурний коефіцієнт опору можна використовувати не тільки для врахування впливу коливань параметрів навколишнього середовища, а й для вимірювання температури. Для чого достатньо виміряти опір. Знаючи матеріал, який піддавався впливу, за таблицями можна визначити, якій температурі відповідає виміряний опір. В якості такого вимірника може використовуватися звичайний мідний дріт, правда, доведеться його використовувати багато і намотати у вигляді, наприклад, котушки.

Все вищеописане не охоплює повністю всіх питань використання температурного коефіцієнта опору. Є дуже цікаві можливості застосування, пов'язані з цим коефіцієнтом в напівпровідниках, в електролітах, але й того, що викладено, достатньо для розуміння поняття ТКС.