Poderia ter notado na tabela para resistências específicas que todos os valores foram especificados a uma temperatura de 20° Celsius. Se suspeitava que isto significava que a resistência específica de um material podia mudar com a temperatura, tinha razão!
Valores de resistência para condutores a qualquer temperatura que não seja a temperatura padrão (normalmente especificada a 20° Celsius) na tabela de resistência específica devem ser determinados através de mais uma fórmula:
A constante “alfa” (α) é conhecida como o coeficiente de resistência de temperatura e simboliza o factor de mudança de resistência por grau de mudança de temperatura. Tal como todos os materiais têm uma certa resistência específica (a 20° C), também mudam a resistência de acordo com a temperatura em determinadas quantidades. Para metais puros, este coeficiente é um número positivo, o que significa que a resistência aumenta com o aumento da temperatura. Para os elementos carbono, silício e germânio, este coeficiente é um número negativo, o que significa que a resistência diminui com o aumento da temperatura. Para algumas ligas metálicas, o coeficiente de resistência à temperatura é muito próximo de zero, o que significa que a resistência quase não muda com as variações de temperatura (uma boa propriedade se se quiser construir uma resistência de precisão a partir de fio metálico!) A tabela seguinte dá os coeficientes de temperatura de resistência para vários metais comuns, tanto puros como ligados:
Temperatura Coeficientes de resistência a 20 graus Celsius
| Element/Alloy | “alpha” por grau Celsius | |
|---|---|---|
| Nickel | Element | 0.005866 |
| Element | 0.005671 | |
| Element | 0.004579 | |
| Tungsténio | Element | 0.004403 |
| Alumínio | Element | 0.004308 |
| Element | 0.004041 | |
| Prata | Element | 0.003819 |
| Platina | Element | 0.003729 |
| Element | 0.003715 | |
| Element | 0.003847 | |
| Steel* | Alloy | 0.003 |
| Alloy | 0.00017 | |
| Alloy | 0.00013 | |
| Alloy | +/- 0.000015 | |
| Alloy | -0.000074 |
* = Liga de aço a 99,5 por cento de ferro, 0.5 por cento de tys de carbono
Vamos dar uma vista de olhos a um circuito de exemplo para ver como a temperatura pode afectar a resistência do fio, e consequentemente o desempenho do circuito:
Este circuito tem uma resistência total do fio (fio 1 + fio 2) de 30 Ω à temperatura padrão. Definindo uma tabela de valores de tensão, corrente e resistência obtemos:
A 20° Celsius, obtemos 12,5 volts através da carga e um total de 1,5 volts (0,75 + 0,75) caiu através da resistência do fio. Se a temperatura subisse até 35° Celsius, poderíamos facilmente determinar a mudança de resistência para cada pedaço de fio. Assumindo o uso de fio de cobre (α = 0,004041) obtemos:
Recalcular os nossos valores de circuito, vemos o que este aumento de temperatura trará:
Como se pode ver, a tensão através da carga baixou (a partir de 12.5 volts para 12,42 volts) e a queda de tensão através dos fios subiu (de 0,75 volts para 0,79 volts) como resultado do aumento da temperatura. Embora as mudanças possam parecer pequenas, podem ser significativas para linhas eléctricas que se estendem quilómetros entre centrais e subestações, subestações e cargas. De facto, as empresas de electricidade têm frequentemente de ter em conta as mudanças de resistência das linhas resultantes de variações sazonais de temperatura ao calcular a carga permissível do sistema.
REVIEW:
- Os materiais mais condutores alteram a resistência específica com as mudanças de temperatura. É por isso que os valores de resistência específica são sempre especificados a uma temperatura padrão (geralmente 20° ou 25° Celsius).
- O factor de mudança de resistência por grau Celsius de mudança de temperatura é chamado coeficiente de resistência de temperatura. Este factor é representado pela letra grega em minúsculas “alfa” (α).
- Um coeficiente positivo para um material significa que a sua resistência aumenta com um aumento da temperatura. Os metais puros têm tipicamente coeficientes de temperatura positivos de resistência. Coeficientes próximos de zero podem ser obtidos ligando certos metais.
- Um coeficiente negativo para um material significa que a sua resistência diminui com um aumento da temperatura. Os materiais semicondutores (carbono, silício, germânio) têm tipicamente coeficientes de temperatura negativos de resistência.
- A fórmula utilizada para determinar a resistência de um condutor a alguma temperatura diferente da especificada numa tabela de resistência é a seguinte:
p>FOLHAS DE TRABALHO RELACIONADAS:
- li>Folha de Trabalho do Coeficiente de Resistência à Temperatura