Temperatura Coefficient ng Paglaban: Formula at Pamamaraan ng Pagsukat

Sa electrical o electronic engineering, kapag ang daloy ng kasalukuyang mga supply sa pamamagitan ng isang wire pagkatapos ay nakakakuha ito ng init dahil sa mga wire paglaban . Sa perpektong kondisyon, ang paglaban ay dapat na '0' subalit hindi ito nagaganap. Kapag nag-init ang kawad, pagkatapos ay nagbabago ang pagtutol ng wire alinsunod sa temperatura. Kahit na ginustong ito na ang paglaban ay dapat manatiling matatag at dapat itong maging malaya ang temperatura . Kaya, ang pagbabago ng paglaban para sa bawat pagbabago ng degree sa loob ng temperatura ay tinatawag na bilang temperatura coefficient ng resistensya (TCR). Pangkalahatan, ito ay sinisimbolo ng isang simbolo na alpha (α). Ang TCR ng purong metal ay positibo sapagkat kapag tumaas ang temperatura ay tataas ang paglaban. Samakatuwid, upang makagawa ng lubos na tumpak na resistances saan man ang resistensya ay hindi nagbabago ng mga haluang metal ay kinakailangan.

Ano ang Temperatura Coefficient of Resistance (TCR)?

Alam namin na maraming mga materyales at mayroon silang ilang paglaban. Ang paglaban ng mga materyal na pagbabago batay sa pagkakaiba-iba ng temperatura. Ang pangunahing ugnayan sa pagitan ng pagbabago sa temperatura at pagbabago sa paglaban ay maaaring ibigay ng parameter na tinatawag na TCR (temperatura coefficient ng paglaban). Ito ay sinisimbolo ng simbolong α (alpha).

Batay sa materyal na maaaring makuha, ang TCR ay pinaghiwalay sa dalawang uri tulad ng isang positibong temperatura coefficient ng resistensya (PTCR) at isang negatibong temperatura coefficient ng resistensya (NTCR).

temperatura-coefficient-of-paglaban

Sa PTCR, kapag tumaas ang temperatura, tataas ang paglaban ng materyal. Halimbawa, sa mga conductor kapag tumataas ang temperatura ay tumataas din ang resistensya. Para sa mga haluang metal tulad ng Constantan & manganin, ang paglaban ay medyo mababa sa isang partikular na saklaw ng temperatura. Para kay semiconductors tulad ng mga insulator (goma, kahoy), silicon & germanium & electrolytes. ang resistensya ay binabawasan pagkatapos ang temperatura ay tataas sa gayon sila ay may negatibong TCR.

Sa mga metal conductor, kapag tumataas ang temperatura pagkatapos ay tataas ang paglaban dahil sa mga sumusunod na kadahilanan na kasama ang mga sumusunod.

• Diretso sa maagang paglaban
• Pagtaas ng temperatura.
• Batay sa buhay ng materyal.

Ang Formula para sa Temperatura Coefficient ng Paglaban

Ang kalaban ng konduktor ay maaaring kalkulahin sa anumang tinukoy na temperatura mula sa data ng temperatura, ito ay TCR, ang paglaban nito sa karaniwang temperatura at ang pagpapatakbo ng temperatura. Sa pangkalahatang term, ang temperatura coefficient ng formula ng paglaban maaaring ipahayag bilang

R = R_ref(1 + α (T - Tref))

Kung saan

Ang 'R' ay ang paglaban sa temperatura ng 'T'

‘R_ref'Ang paglaban sa temperatura ng' Tref '

Ang ‘α’ ay ang TCR ng materyal

Ang 'T' ay ang temperatura ng materyal sa ° Celsius

Ang 'Tref' ay ang sanggunian na temperatura na ginamit kung saan nakasaad ang koepisyent ng temperatura.

Ang Ang unit ng SI ng temperatura coefficient ng resistivity bawat degree celsius o (/ ° C)

Ang yunit ng temperatura coefficient ng paglaban ay ° Celsius

Karaniwan, ang TCR (temperatura coefficient ng paglaban) ay pare-pareho sa isang 20 ° C na temperatura. Kaya't normal ang temperatura na ito ay kinuha bilang normal na temperatura ng kuwarto. Kaya, ang temperatura coefficient ng paglabas ng paglaban karaniwang dinadala ito sa paglalarawan:

R = R20 (1 + α20 (T − 20))

Kung saan

Ang 'R20' ay ang paglaban sa 20 ° C

Ang ‘α20’ ay ang TCR sa 20 ° C

Ang TCR ng resistors positibo, negatibo kung hindi man pare-pareho sa isang nakapirming saklaw ng temperatura. Ang pagpili ng wastong risistor ay maaaring tumigil sa pangangailangan para sa kompensasyon sa temperatura. Ang isang malaking TCR ay kinakailangan upang masukat ang temperatura sa ilang mga aplikasyon. Ang mga resistor na inilaan para sa mga application na ito ay kilala bilang thermistors , na mayroong isang PTC (positibong temperatura coefficient ng paglaban) o NTC (negatibong temperatura coefficient ng paglaban).

Positibong Temperatura Coefficient ng Paglaban

Ang isang PTC ay tumutukoy sa ilang mga materyales na nakakaranas sa sandaling naitaas ang kanilang temperatura pagkatapos ay tumaas din ang resistensya sa kuryente. Ang mga materyales na mayroong isang mas mataas na koepisyent pagkatapos ay nagpapakita ng isang mabilis na pagtaas sa temperatura. Ang isang materyal na PTC ay idinisenyo upang makamit ang pinakamataas na temperatura na ginamit para sa isang naibigay na boltahe ng i / p sapagkat sa isang partikular na punto kapag tumataas ang temperatura pagkatapos ay tataas ang resistensya sa kuryente. Ang positibong koepisyent ng temperatura ng mga materyales sa paglaban ay kusang naglilimita sa sarili na hindi tulad ng mga materyales ng NTC o pag-init ng paglaban ng linear. Ang ilan sa mga materyales tulad ng goma ng PTC ay mayroon ding exponentially tumataas na temperatura coefficient

Negatibong Coefficient ng Temperatura ng Paglaban

Ang isang NTC ay tumutukoy sa ilang mga materyales na nakakaranas sa sandaling naitaas ang kanilang temperatura pagkatapos ay mabawasan ang resistensya sa kuryente. Ang mga materyales na mayroong isang mas mababang koepisyent pagkatapos ay nagpapakita sila ng isang mabilis na pagbaba sa temperatura. Pangunahing ginagamit ang mga materyales sa NTC para sa paggawa ng kasalukuyang mga limiter, thermistor at mga sensor ng temperatura .

Pagsukat ng Paraan ng TCR

Ang TCR ng isang risistor ay maaaring magpasya sa pamamagitan ng pagkalkula ng mga halaga ng paglaban sa isang angkop na saklaw ng temperatura. Masusukat ang TCR kapag ang normal na slope ng halaga ng paglaban ay nasa itaas ng agwat na ito. Para sa mga tuwid na ugnayan, tumpak ito dahil ang temperatura coefficient ng paglaban ay matatag sa bawat temperatura. Ngunit, maraming mga materyales na mayroong isang coefficient tulad ng hindi linear. Halimbawa, ang isang Nichrome ay isang tanyag na haluang metal na ginagamit para sa resistors, at ang pangunahing ugnayan sa pagitan ng TCR at temperatura ay hindi linear.

Tulad ng pagsukat ng TCR tulad ng normal na slope sa gayon, napakahalaga na kilalanin ang agwat ng TCR at ang temperatura. Maaaring kalkulahin ang TCR gamit ang isang pamantayan na pamamaraan tulad ng diskarteng MIL-STD-202 para sa saklaw ng temperatura mula -55 ° C hanggang 25 ° C at 25 ° C hanggang 125 ° C. Dahil ang maximum na kinakalkula na halaga ay nakilala bilang TCR. Ang pamamaraan na ito ay madalas na nakakaapekto sa itaas na nagpapahiwatig ng isang risistor na inilaan para sa mababang hinihingi na mga application.

Temperatura Coefficient ng Paglaban para sa Ilang Mga Materyales

Ang TCR ng ilang mga materyales sa temperatura ng 20 ° C ay nakalista sa ibaba.

• Para sa materyal na Silver (Ag), ang TCR ay 0.0038 ° C
• Para sa materyal na Copper (Cu), ang TCR ay 0.00386 ° C
• Para sa materyal na Ginto (Au), ang TCR ay 0.0034 ° C
• Para sa materyal na Aluminium (Al), ang TCR ay 0.00429 ° C
• Para sa materyal na Tungsten (W), ang TCR ay 0.0045 ° C
• Para sa materyal na Bakal (Fe), ang TCR ay 0.00651 ° C
• Para sa materyal na Platinum (Pt), ang TCR ay 0.003927 ° C
• Para sa Manganin (Cu = 84% + Mn = 12% + Ni = 4%) na materyal, ang TCR ay 0.000002 ° C
• Para sa materyal na Mercury (Hg), ang TCR ay 0,0009 ° C
• Para sa materyal na Nichrome (Ni = 60% + Cr = 15% + Fe = 25%), ang TCR ay 0,0004 ° C
• Para sa materyal na Constantan (Cu = 55% + Ni = 45%), ang TCR ay 0.00003 ° C
• Para sa materyal na Carbon (C), ang TCR ay - 0,0005 ° C
• Para sa materyal na Germanium (Ge), ang TCR ay - 0.05 ° C
• Para sa materyal na Silicon (Si), ang TCR ay - 0.07 ° C
• Para sa Brass (Cu = 50 - 65% + Zn = 50 - 35%) na materyal, ang TCR ay 0.0015 ° C
• Para sa materyal na Nickel (Ni), ang TCR ay 0.00641 ° C
• Para sa materyal na Tin (Sn), ang TCR ay 0.0042 ° C
• Para sa materyal na Zinc (Zn), ang TCR ay 0.0037 ° C
• Para sa materyal na Manganese (Mn), ang TCR ay 0.00001 ° C
• Para sa materyal na Tantalum (Ta), ang TCR ay 0.0033 ° C

Eksperimento sa TCR

Ang temperatura coefficient ng eksperimento ng paglaban t ay ipinaliwanag sa ibaba.

Layunin

Ang pangunahing layunin ng eksperimentong ito ay upang matuklasan ang TCR ng isang naibigay na likid.

Patakaran ng pamahalaan

Pangunahing isinasama ng aparador ng eksperimentong ito ang mga wires, Carey foster bridge, resistance box, lead accumulator, one-way key, hindi kilalang low resistor, jockey, galvanometer, atbp.

Paglalarawan

Ang isang Carey foster tulay ay higit sa lahat katulad sa isang metro tulay dahil ang tulay na ito ay maaaring idinisenyo na may 4 na resistances tulad ng P, Q, R & X at ito ay konektado sa bawat isa.

Wheatstone-tulay

Sa itaas Tulay ni Whetstone , ang galvanometer (G), isang lead accumulator (E) at ang mga susi ng galvanometer at accumulator ay K1 & K ayon sa pagkakabanggit.

Kung ang mga halaga ng paglaban ay binago kung gayon walang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng 'G' at ang hindi kilalang pagtutol ay maaaring matukoy ng alinman sa tatlong mga kilalang resistensya tulad ng P, Q, R & X. Ang sumusunod na relasyon ay ginagamit upang matukoy ang hindi kilalang paglaban.

P / Q = R / X

Maaaring magamit ang tulay ng Carey foster upang makalkula ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang halos pantay na resistensya at alam ang isang halaga, ang ibang halaga ay maaaring kalkulahin. Sa ganitong uri ng tulay, ang huling resistances ay aalisin sa pagkalkula. Ito ay isang benepisyo at sa gayon madali itong magamit upang makalkula ang isang kilalang paglaban.

Carey-foster-bridge

Ang pantay na resistances tulad ng P & Q ay konektado sa mga panloob na puwang 2 & 3, ang tipikal na pagtutol na 'R' ay maaaring konektado sa loob ng gap1 at ang 'X' (hindi kilalang paglaban) ay konektado sa loob ng gap4. Ang ED ay ang haba ng pagbabalanse na maaaring kalkulahin mula sa dulo ng 'E'. Ayon sa prinsipyo ng Whetstone Bridge

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

Sa equation sa itaas, ang a & b ay ang mga huling pagbabago sa dulo ng E & F at ang paglaban para sa haba ng bawat yunit sa tulay na tulay. Kung ang pagsubok na ito ay tuloy-tuloy sa pamamagitan ng pagbabago ng X & R, ang haba ng pagbabalanse na 'l2' ay kinakalkula mula sa dulo E.

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

Mula sa dalawang equation sa itaas,

X = R + ρ (11 -12)

Hayaan ang l1 & l2 ay ang haba ng pagbabalanse sa sandaling ang pagsubok sa itaas ay tapos na sa pamamagitan ng isang tipikal na pagtutol na 'r' sa halip na 'R' & sa halip na X, isang malawak na strip ng tanso ng '0'resistres.

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

Kung ang resistances ng coil ay X1 & X2 sa mga temperatura tulad ng t1oc & t2oc, kung gayon ang TCR ay

Α = X2 - X1 / (X1t2 - X2t1)

At kung ang resistances ng coil ay X0 & X100 sa temperatura tulad ng 0oc & 100oc, kung gayon ang TCR ay

Α = X100 - X0 / (X0 x 100)

Kaya, ito ay tungkol sa temperatura ng coefficient ng paglaban . Sa wakas mula sa impormasyong nasa itaas, maaari nating tapusin na ito ang pagkalkula ng pagbabago sa anumang sangkap ng pagtutol ng elektrisidad para sa bawat antas ng pagbabago ng temperatura. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang yunit ng temperatura na koepisyent ng paglaban?