Vous avez peut-être remarqué sur le tableau des résistances spécifiques que tous les chiffres étaient spécifiés à une température de 20° Celsius. Si vous vous doutiez que cela signifiait que la résistance spécifique d’un matériau peut changer avec la température, vous aviez raison !
Les valeurs de résistance pour les conducteurs à toute température autre que la température standard (généralement spécifiée à 20° Celsius) sur le tableau des résistances spécifiques doivent être déterminées par une autre formule encore :
La constante « alpha » (α) est connue sous le nom de coefficient de température de la résistance et symbolise le facteur de changement de résistance par degré de changement de température. De même que tous les matériaux ont une certaine résistance spécifique (à 20° C), ils changent également de résistance en fonction de la température selon certaines quantités. Pour les métaux purs, ce coefficient est un nombre positif, ce qui signifie que la résistance augmente avec la température. Pour les éléments carbone, silicium et germanium, ce coefficient est un nombre négatif, ce qui signifie que la résistance diminue avec l’augmentation de la température. Pour certains alliages métalliques, le coefficient de température de la résistance est très proche de zéro, ce qui signifie que la résistance ne change pratiquement pas avec les variations de température (une bonne propriété si vous voulez construire une résistance de précision en fil métallique !) Le tableau suivant donne les coefficients de température de la résistance pour plusieurs métaux courants, purs ou en alliage :
Coefficients de température de la résistance à 20 degrés Celsius
| Matériau | Élément/Alliage | « alpha » par degré Celsius |
|---|---|---|
| Nickel | Élément | 0.005866 |
| Iron | Elément | 0.005671 | Elément | 0,004579 | Tungstène | Elément | 0,004403 | Aluminium | Elément | 0.004308 | Elément | 0,004041 |
| Argent | Elément | 0,003819 | Platine | Elément | 0.003729 |
| Or | Elément | 0,003715 | Zinc | Elément | 0.003847 | Acier* | Alliage | 0,003 | Nichrome | Alliage | 0.00017 | Nichrome V | Alliage | 0,00013 | Manganine | Alliage | +/- 0,000015 | Constantan | Alliage | -0.000074 |
* = Alliage d’acier à 99,5 pour cent de fer, 0.5 pour cent de tys carbone
Regardons un exemple de circuit pour voir comment la température peut affecter la résistance des fils, et par conséquent les performances du circuit :
Ce circuit a une résistance totale des fils (fil 1 + fil 2) de 30 Ω à température standard. En établissant un tableau des valeurs de tension, de courant et de résistance, nous obtenons :
À 20° Celsius, nous obtenons 12,5 volts à travers la charge et un total de 1,5 volt (0,75 + 0,75) chuté à travers la résistance du fil. Si la température devait s’élever à 35° Celsius, nous pourrions facilement déterminer le changement de résistance pour chaque morceau de fil. En supposant l’utilisation d’un fil de cuivre (α = 0,004041), nous obtenons :
Recalculant les valeurs de notre circuit, nous voyons quels changements cette augmentation de la température va apporter :
Comme vous pouvez le voir, la tension aux bornes de la charge a baissé (de 12.5 volts à 12,42 volts) et la chute de tension aux bornes des fils a augmenté (de 0,75 volt à 0,79 volt) en raison de l’augmentation de la température. Bien que ces changements puissent sembler minimes, ils peuvent être significatifs pour des lignes électriques s’étendant sur des kilomètres entre les centrales et les sous-stations, les sous-stations et les charges. En fait, les compagnies d’électricité doivent souvent tenir compte des changements de résistance des lignes résultant des variations de température saisonnières lors du calcul de la charge admissible du système.
VUE D’ENSEMBLE:
- La plupart des matériaux conducteurs changent de résistance spécifique avec les changements de température. C’est pourquoi les chiffres de résistance spécifique sont toujours spécifiés à une température standard (généralement 20° ou 25° Celsius).
- Le facteur de changement de résistance par degré Celsius de changement de température est appelé coefficient de température de la résistance. Ce facteur est représenté par la lettre grecque minuscule « alpha » (α).
- Un coefficient positif pour un matériau signifie que sa résistance augmente avec une augmentation de la température. Les métaux purs ont généralement des coefficients de température de résistance positifs. Des coefficients proches de zéro peuvent être obtenus en alliant certains métaux.
- Un coefficient négatif pour un matériau signifie que sa résistance diminue avec une augmentation de la température. Les matériaux semi-conducteurs (carbone, silicium, germanium) ont généralement des coefficients de température de résistance négatifs.
- La formule utilisée pour déterminer la résistance d’un conducteur à une température autre que celle spécifiée dans un tableau de résistance est la suivante :
Fiches de travail connexes :
- Fiche de travail sur le coefficient de température de la résistance
.