Studiul Dependenței Rezistenței de Temperatură a Rezistorilor

Diferite conductoare se opun în mod diferit trecerii curentului electric. Proprietatea conductoarelor electrice de a se opune trecerii curentului electric se numeşte rezistenţă electrică.

Pentru o porţiune de conductor menţinută la aceeaşi temperatură, rezistenţa R nu depinde de valoarea curentului ce trece prin el. Rezistenţa depinde de lungimea şi secţiunea conductorului, fiind proporţională cu lungimea l şi invers proporţională cu aria secţiunii transversale S. De asemenea, depinde de materialul din care este confecţionat conductorul : Factorul ρ se numeşte rezistivitatea substanţei. Unitatea de măsură este Ω m Încălzind sau răcind conductorul şi menţinând constant intensitatea curentului ce trece prin el, se constată că rezistenţa variază. Deoarece variaţia dimensiunilor l şi S este neglijabilă, variaţia rezistenţei se datorează variaţiei rezistivităţii ρ.

Pentru variaţii de temperatură nu prea mari, rezistivitatea variază în funcţie de temperatură: (1)

în care : ρ0 este rezistivitatea la 00 C, ρ este rezistivitatea la temperatura t, α este coeficientul termic al rezistivităţii.

Pentru metale pure, valoarea lui α este 4 10 -3 grd-1.

La aliaje, valoarea coeficientului termic este mai mică decât a metalelor componente. Pentru unele aliaje, valoarea coeficientului α poate fi considerată practic nulă. Astfel de aliaje sunt: manganina (86% Cu+12%Mn+2%Ni), constantanul (54%Cu+45%Ni+1%Mn), nichelina (62%Cu+18%Ni+20%Zn), crom-nichelul (57%Ni+16%Cr+26%Fe+1%Mn). Astfel de aliaje se folosesc pentru fabricarea rezistoarelor, care să aibă rezistenţe aproape independente de temperatură.

Inversul rezistivităţii se numeşte conductivitate σ. Unitatea de măsură este Ω-1m-1. După valorile conductivităţii, substanţele se pot clasifica în :

-conductoare , dacă σ. (105 108) Ω-1 m-1

-semiconductoare dacă σ. (10-7 105) Ω-1 m-1

-izolatoare dacă σ. (10-20 10-8) Ω-1 m-1

Rezistivitatea semiconductoarelor scade cu creşterea temperaturii. Astfel de materiale sunt : Ge, Si şi alte elemente din grupele IV,V, şi VI, Cu2O precum şi multe minerale.

Spre deosebire de metale, la semiconductoare semnul coeficientului termic este negativ. Variaţia mare a rezistenţei semiconductoarelor în funcţie de temperatură a permis construirea unor rezistenţe termice sensibile, numite termorezistenţe sau termistoare.

Denumirea de "termistor" este o combinare a cuvintelor englezeşti "thermally sensitive resistor" (rezistenţă sensibilă termic). Această denumire descrie cu exactitate funcţia de bază a dispozitivului şi anume aceea de-a avea o schimbare de rezistenţă electrică predictibilă în funcţie de orice schimbare a temperaturii sale absolute. Termistorul este deci un rezistor a cărui rezistenţă depinde puternic de temperatură prezentând o caracteristică U-I neliniară.

Specific acestei dependenţe de temperatură comparative cu cea a rezistoarelor liniare fixe sau variabile este faptul că la variaţia temperaturii cu un grad valoarea rezistenţei termistoarelor se modifică de ordinal zecilor de procente Astfel este posibil ca într-un interval îngust de temperatură termistorul să-şi înjumătăţească sau să-şi dubleze valoarea rezistenţei. Această proprietate face posibilă o serie întreagă de aplicaţii ale termistoarelor în automatică, radiotehnică şi electrotehnică, termometrie, construcţia aparatelor electrice , etc. Câteva aplicaţii sunt:

-măsurarea temperaturii;

-compensarea termică a elementelor circuitelor electrice şi radio;

-reglarea automată a temperaturii;

-protecţia la supratensiuni şi protecţia termică a maşinilor ,ş.a.