电阻随温度的升高是变大还是变小
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电阻随温度升高而增大随着温度的升高,电阻值也会增大。
这是一个普遍存在的现象,即在许多物质中,它们的电阻随着温度的增加而增大。
在讲解这个现象之前,我们首先需要了解电阻的基本概念。
电阻是指物质对电流的阻碍程度,也可以理解为电子在导体中运动受到的阻力。
常用的物理量单位是欧姆(Ω),它的大小与电流大小和电压大小之比有关。
那么为什么电阻会随着温度的升高而增大呢?这可以通过电子的微观运动来解释。
在固体中,电子的运动受到晶格结构的影响。
当温度升高时,晶格结构的振动加剧,晶格中的原子周围电子的平均位移增大。
这导致原本自由运动的电子受到晶格振动的干扰,从而电子的平均自由程减小。
随着电子平均自由程的减小,电子在固体中输运的能力降低,电阻增大。
另外,根据欧姆定律(Ohm's Law),电阻与电阻材料的电阻率(Resistivity)以及截面积(Cross-sectional area)和长度(Length)有关,即R = ρ * L / A。
其中,电阻材料的电阻率是一个物质固有属性,一般与温度无关。
然而,随着温度的升高,电阻材料的几何尺寸也会发生微小的变化,导致截面积和长度的变化。
虽然变化很小,但足以影响电阻的大小。
因此,即使电阻率不变,电阻值也会随着温度变化而增大。
除了上述的物理机制,还有另外一种现象被称为“电阻温度系数”,它可以更直接地解释电阻随温度变化的规律。
电阻温度系数定义为单位温度变化时电阻值的变化程度,通常用温度系数α来表示。
对于金属导体而言,它们的电阻温度系数通常为正值,即随着温度升高,电阻值增大。
而对于半导体材料,电阻温度系数可能为负值,即随着温度升高,电阻值减小。
这是由于半导体材料的导电机制与金属有所不同。
在实际应用中,了解电阻随温度变化的规律非常重要。
例如,在电子设备中,电阻常用于限流、分压以及限制电流等方面。
如果电阻值随温度的变化很大,那么电子设备在高温环境中可能会出现故障。
因此,工程师需要选择适当的电阻材料或采取补偿措施来减小温度对电阻值的影响。
文档标题:聊聊热敏电阻的那些事儿:温度一变,阻值也跟着翻花样正文:咱们平时用的电器里头,有一种小玩意儿叫热敏电阻,这东西可有意思了,它就像个温度的小侦探,温度一有变化,它的阻值也就跟着变。
今儿个,咱们就来聊聊热敏电阻和温度之间那些微妙的关系。
首先,得给大家科普一下,热敏电阻是一种电阻,但它的特别之处在于,它的阻值会随着温度的变化而变化。
这就像人的体温一样,冷的时候缩成一团,热的时候伸展自如。
热敏电阻也是这么个脾气。
一般来说,热敏电阻有两种,一种是正温度系数热敏电阻(PTC),另一种是负温度系数热敏电阻(NTC)。
这两种热敏电阻和温度的关系正好相反,咱们一个一个来说。
首先是NTC热敏电阻,这货的特点是,温度越高,它的阻值就越小。
想象一下,夏天热得要命,NTC热敏电阻就像个怕热的小猫,温度一升高,它就赶紧缩小自己的阻值,好让电流顺畅地通过。
具体来说,当温度上升时,NTC热敏电阻的阻值会下降,这叫做负温度系数,简单来说,就是“越热越小”。
再来说说PTC热敏电阻,这玩意儿和NTC正好相反,它是温度越高,阻值越大。
这就好比冬天冷得要命,PTC热敏电阻就像个怕冷的熊,温度一降低,它就增大自己的阻值,让电流不那么容易通过。
当温度继续上升到一个特定点时,PTC热敏电阻的阻值会突然增大,这叫做正温度系数,简单来说,就是“越热越大”。
那么,这个温度和阻值之间的关系具体是怎样的呢?这里头有个专业名词叫做“温度系数”,它表示的是热敏电阻阻值随温度变化的敏感程度。
比如,NTC热敏电阻的温度系数是负的,PTC热敏电阻的温度系数是正的。
在实际应用中,这个关系可不是线性的,也就是说,温度变化和阻值变化不是成正比的。
这就像人的情绪,有时候一点点小事就能让人情绪大变,有时候却怎么刺激都没反应。
热敏电阻的这个特性,让它在我们的生活中扮演了很重要的角色。
比如,在电热水器里,NTC热敏电阻就能监测水温,保证热水器正常工作;在电路中,PTC热敏电阻可以起到过流保护的作用,防止电路因为过热而烧毁。
导体和半导体电阻率随温度变化趋势导体和半导体的电阻率随温度变化趋势引言:电阻率是表征材料导电性能的一个重要指标,了解材料的电阻率随温度的变化趋势对于各种电器电子设备的性能设计具有重要意义。
在导体和半导体中,随温度的变化,电阻率表现出不同的特点和规律。
本文将深入探讨导体和半导体的电阻率随温度变化的趋势及影响因素,以及对于材料性能和电子器件性能设计的意义。
一、导体的电阻率随温度的变化趋势导体是一种电阻率较低的材料,其电阻率随温度的变化主要受材料本身的特性和电子散射机制的影响。
1. 金属导体的电阻率随温度的变化趋势金属导体的电阻率随温度的升高而增大,呈现正温度系数。
这是因为在金属导体中,电流是由自由电子携带的。
随温度升高,电子与晶格中的离子碰撞增多,使得电子的平均自由程减小,电阻增大。
根据经验公式R=R0(1+αT),其中R0为参考温度下的电阻,α为温度系数,T为温度。
金属导体的温度系数一般取正值。
2. 超导体的电阻率随温度的变化趋势超导体是指在低温下,当温度降到超导临界温度以下时,具有由电子对成对的特性,电阻为零的材料。
超导体的电阻率随温度的变化趋势呈现反常的特点。
在超导状态下,电阻率为零;当温度上升接近超导临界温度时,电阻率会突然增大,呈现正温度系数。
这是因为,在超导临界温度附近,电子对的配对破裂,导致电子与晶格的散射增大,使得电阻出现。
二、半导体的电阻率随温度的变化趋势半导体是介于导体和绝缘体之间的材料,其电阻率随温度的变化与导体有很大不同。
半导体的导电能力主要是通过载流子(电子和空穴)传导实现的。
1. N型半导体的电阻率随温度的变化趋势N型半导体是指掺杂有电子提供浓度远大于空穴的半导体材料。
在N型半导体中,电子的浓度和能级随温度的升高而增大,增加了电流的可用携带者,电阻率降低。
因此,N型半导体的电阻率随温度的升高呈现负温度系数。
通常用经验公式R=R0 exp(βT)来描述N 型半导体的电阻率与温度的关系,其中R0为参考温度下的电阻,β为温度系数。
温度与电阻之间的关系温度与电阻之间的关系1. 引言温度与电阻之间的关系是我们在日常生活和科学研究中经常遇到的一个重要问题。
温度对于电子元件和导体的电阻性能具有显著影响,这种关系在电子工程和物理学领域中被广泛研究和应用。
本文将深入探讨温度与电阻之间的关系,并对相关概念和现象进行分析和解释。
2. 温度的物理意义温度是一种描述物体热平衡状态的物理量,用来衡量物体内部微观粒子的平均动能。
温度的单位通常使用开尔文(Kelvin,K)或摄氏度(Celsius,℃)来表示。
在绝对零度(0K)下,无所有物质的微观粒子运动,温度为0K时被认为是不可能的。
3. 电阻的基本概念电阻是一个电子元件或导体对电流流动的阻碍程度,它是电流和电压之比的物理量。
电阻的单位用欧姆(Ohm,Ω)表示。
正常情况下,电阻的大小是固定的,但是当温度发生变化时,电阻也会发生改变。
4. 电阻与温度的关系4.1 温度对金属导体电阻的影响根据欧姆定律,电阻(R)与电流(I)和电压(V)成正比,即R =V/I。
然而,在实际情况下,当金属导体的温度升高时,电阻将发生变化。
一般来说,金属导体的电阻随着温度的升高而增加。
4.2 温度对半导体电阻的影响与金属导体不同,当半导体材料的温度升高时,电阻会发生一些非线性的变化。
在半导体中,增加温度会导致载流子的数量增加,从而降低了电阻。
这是因为高温下,载流子更容易被激发出来,从而提高了电导率。
5. 温度系数与电阻温度变化的关系在描述电阻与温度之间关系时,我们引入了一个概念,即温度系数。
温度系数(α)是电阻随温度变化率的比例系数。
它的单位是每摄氏度Ω/℃。
不同的物质和材料具有不同的温度系数。
6. 温度对电阻的影响机制在解释温度与电阻之间的关系时,我们需要考虑材料中的原子结构和电子运动。
当温度升高时,原子和分子的振动会增强,从而对电子运动施加阻力。
这种阻力会影响电子在材料中的流动,从而改变了电阻。
7. 应用举例7.1 温度传感器温度传感器是一种基于温度与电阻关系的设备。
观察热敏电阻的特性
实验原理:
热敏电阻是用半导体材料制成的,其电阻随温度变化明显,温度升高电阻减小。
图5-1为某一热敏电阻的电阻-温度特性曲线。
热敏电阻的灵敏度较好。
与热敏电阻相比,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差。
实验结论:
1. 热敏电阻的温度特性是怎样的?
2. 金属热电阻的温度特性是怎样的?
实验拓展:
1. 在实验中,热敏电阻的阻值随温度的变化而迅速变化,这要求在读数时流言注意哪些事
项?
2. 如图是探究负温度系数热敏电阻的电路图。
实验器材:R T 为负温度系数的热敏电阻,R 为定值电阻,电源
实验过程:若往R T 上擦些酒精,在环境温度不变的情况下,
往R T 上擦酒精后,酒精挥发吸热,热敏电阻R T 温度降低,电阻值增大,根据串联电路的分压特点,电压表示数变小.当酒精挥发完毕后,R T 的温度逐渐升高到环境温度后不变,所以热敏电阻的阻值逐渐变小,最后不变,故电压表的示数将逐渐变大,最后不变。
实验结论:负温度系数热敏电阻随温度升高电阻减小;随温度降低电阻增大。
R t/0C。
热敏电阻参数1. 概述热敏电阻是一种电阻随环境温度变化而变化的电子元器件。
它的阻值与温度呈现一定的线性或非线性关系,广泛应用于温度控制、温度测量和温度补偿等领域。
理解和熟悉热敏电阻的参数对于正确应用和选用该器件非常重要。
本文将介绍常见的热敏电阻参数及其意义。
2. 温度系数温度系数是指热敏电阻阻值随温度变化的变化率。
一般用温度系数符号α表示。
常见的温度系数有正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)。
•正温度系数(PTC):阻值随温度升高而增大的热敏电阻。
其温度系数α通常大约在0.0025/℃至0.007/℃之间。
•负温度系数(NTC):阻值随温度升高而减小的热敏电阻。
其温度系数α通常大约在-0.005/℃至-0.008/℃之间。
温度系数的正负值表示了热敏电阻的阻值与温度的变化趋势,可以根据具体应用需求选择合适的温度系数类型。
3. 额定阻值额定阻值是指在预定的环境温度下,热敏电阻的阻值。
一般以希腊字母Ω表示。
额定阻值是选用热敏电阻时非常重要的参数,它代表了在正常工作温度下的阻值状态。
热敏电阻的额定阻值通常在几十欧姆到几百千欧姆之间,具体数值根据具体型号和应用需求而定。
4. 额定功率额定功率是指热敏电阻所能承受的最大功率。
一般以瓦特(W)表示。
额定功率表示了热敏电阻在正常工作条件下所能耗散的热量。
热敏电阻的额定功率与尺寸和材料有关,一般在小于1瓦特到几瓦特之间。
在应用中,需要根据电流和电压等参数来计算所需要的功率,并选择合适的热敏电阻。
5. 热时间常数热时间常数(τ)是指热敏电阻对温度变化的响应时间。
热时间常数越小,热敏电阻对温度变化的响应越快。
反之,热时间常数越大,热敏电阻对温度变化的响应越慢。
热时间常数与热敏电阻的尺寸、散热条件等有关,一般在几毫秒到几十毫秒之间。
在应用中,需要根据温度变化的快慢来选择合适的热敏电阻。
6. 热敏特性曲线热敏特性曲线是热敏电阻阻值与温度之间的关系曲线。
热敏特性曲线可以分为线性曲线和非线性曲线。
温湿度计的工作原理温湿度计是一种用来测量空气中温度和湿度的仪器。
它在许多领域都有着广泛的应用,包括气象学、农业、建筑工程和医疗保健等。
温湿度计的工作原理是基于物质的热力学性质和水分子的吸附特性。
首先,让我们来看看温度计的工作原理。
温度计通常使用的是温度敏感的传感器,最常见的是热敏电阻和热电偶。
热敏电阻是一种电阻随温度变化而变化的电阻器,它的电阻值随温度的升高而减小,反之亦然。
热电偶则是由两种不同金属材料组成的,当两种金属的接触处受到温度变化时,会产生电动势,从而可以测量温度的变化。
当温度计的传感器受到空气中的温度变化时,传感器会产生相应的电信号。
这些电信号会被传输到温度计的处理器中进行处理,然后显示在温度计的屏幕上。
通过这种方式,我们就可以准确地测量空气中的温度。
接下来,让我们来看看湿度计的工作原理。
湿度计通常使用的是湿度敏感的传感器,最常见的是电容式传感器和电阻式传感器。
电容式传感器是通过测量空气中的电容变化来测量湿度的,而电阻式传感器则是通过测量空气中的电阻变化来测量湿度的。
当湿度计的传感器受到空气中的湿度变化时,传感器会产生相应的电信号。
这些电信号会被传输到湿度计的处理器中进行处理,然后显示在湿度计的屏幕上。
通过这种方式,我们就可以准确地测量空气中的湿度。
除了温度和湿度传感器之外,温湿度计还通常配备了其他的传感器,比如大气压传感器。
大气压传感器可以测量空气中的大气压力,从而可以计算出空气中的相对湿度。
这些传感器的数据会被整合在一起,最终显示在温湿度计的屏幕上。
总的来说,温湿度计的工作原理是通过温度和湿度传感器来测量空气中的温度和湿度变化,然后将这些数据进行处理并显示在屏幕上。
通过这种方式,我们可以准确地了解空气中的温度和湿度情况,从而更好地进行工作和生活。
温湿度计的应用范围广泛,它在许多行业都有着重要的作用,可以说是一种非常实用的仪器。
热电阻是一种能够随着温度发生阻值变化的电阻,常用来作为温度检测元件检测中低温。
主要特点是测量精度高,无冷端补偿问题,特别适宜于低温测量,所以在工业上得到广泛应用。
从物理学中我们知道,导体(或半导体)的电阻值是随着温度的变化而变化的,一般说来,它们之间有如下关系,即R=f(t)通常用电阻温度系数α来描述电阻值随着温度变化而变化这一特性,它的定义是:在某一温度间隔内,温度变化1℃时的电阻相对变化量,单位为1/℃。
金属导体的电阻一般随温度升高而增大,α为正值,称为正的电阻温度系数。
用于测温的半导体材料的α为负值,即具有负的电阻温度系数。
各种材料的α值并不相同,对纯金属而言,一般为0.38%~0.68%左右。
它的大小和导体本身的纯度有关,α越大,导体材料的纯度越高。
通常用电阻比来表示材料的纯度,代表在1OO℃时的电阻值,代表在0℃时的电阻值。
而半导体的电阻值却随着温度的升高而减少,在2O℃左右,温度每变化1℃,其电阻值要变化-2~-6[%]。
若能设法测出电阻值的变化,就可相应地确定温度的变化,达到测温的目的。
电阻温度计就是利用导体(或半导体)的电阻值随着温度变化这一特性来进行温度测量的。
即把温度变化所引起导体电阻变化,通过测量桥路转换成电压信号,然后送入显示仪表以指示或记录被测温度。
热电阻的常见种类1.铂热电阻(-200~850℃)铂热电阻的特点是测量精度高,稳定性好、性能可靠,但是在还原性介质中,特别是在高温下很容易被从氧化物中还原出来的蒸汽所玷污而变脆,并改变电阻和温度间关系。
为了克服上述缺点使用时热电阻芯应装在保护套管中。
2.铜热电阻(-50~150℃)工业上常用铜热电阻来测量-5O℃~+15O℃范围的温度,铜容易提纯,价格比铂便宜很多,电阻温度系数大且关系是线性的,所以制成一定电阻值的热电阻时,和铂相比,若电阻丝的长度相同时,则铜电阻丝就很细,机械强度降低,若线径相同,长度则增加许多倍,体积增大。
温度和电阻大小的关系
金属导体温度越高,电阻越大,温度越低,电阻越小。
超导现象:当温度降低到一定程度时,某些材料电阻消失。
电阻温度换算公式: r2=r1*(t+t2)/(t+t1) r2 。
金属材料在温度不高,温度变化不大的范围内:几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化,即ρ与温度t(℃)的关系是ρt=ρ0(1+at),式中ρ1与ρ0分别是t℃和0℃时的电阻率;α是电阻率的温度系数,与材料有关。
锰铜的α约为1×10-1/℃(其数值极小),用其制成的电阻器的电阻值在常温范围下随温度变化极小,适合于作标准电阻。
已知材料的ρ值随温度而变化的规律后,可制成电阻式温度计来测量温度。
同意电阻率温度关系的主要因素就是载流子浓度和迁移率随其温度的变化关系。
在低温下:由于载流子浓度指数式增大(施主或受主杂质不断电离),而迁移率也是增大的(电离杂质散射作用减弱之故),所以这时电阻率随着温度的升高而下降。
在室温下:由于信士或山吉杂质已经全然电离,则载流子浓度维持不变,但迁移率将随着温度的增高而减少(晶格振动激化,引致声子反射进一步增强所致),所以电阻率将随着温度的增高而减小。
在高温下:这时本征激发开始起作用,载流子浓度将指数式地很快增大,虽然这时迁移率仍然随着温度的升高而降低(晶格振动散射散射越来越强),但是这种迁移率降低的作用不如载流子浓度增大的强,所以总的效果是电阻率随着温度的升高而下降。
电阻温度系数小
电阻温度系数是指在一定温度范围内,电阻值随温度变化的大小。
如果电阻温度系数小,则表示在一定温度范围内,电阻值的变化相对较小。
具有小电阻温度系数的材料是非常重要的,因为它们在各种情况下都会表现出更好的稳定性。
这样的材料适用于需要经过不同温度的电路和设备中,例如汽车电子、电视、计算机等。
普通的铜线材料因为电阻温度系数比较大,温度升高时电阻值也会增加,这可能会导致电路故障或设备短路。
但是一些特殊的材料,如热敏电阻材料、铂电阻材料、硅电阻材料、碳膜电阻材料等,具有极小的电阻温度系数,它们可以在大范围的温度内稳定工作,减少电路设计和调试工作。
总之,电阻温度系数小的材料,具备更好的稳定性和可靠性,是各种电子设备和电路中不可或缺的材料之一。
在进行电路设计和选择材料时,应该考虑电阻温度系数对电路稳定性的影响,选择适合的材料以便获得更好的性能。
温度越高电阻越大还是越小?
当所讨论的物质为金属时,满足温度越高电阻越大。
原因:首先金属之所以可以导电是因为其内部有自由运动的电子(无规则)。
金属中的除自由电子外的原子实也在其位置附近振动,这种振动的剧烈程度与金属的温度有关,温度越高,振动越剧烈。
同时自由电子与这种原子实之间的碰撞机会就越大,也就越阻碍电子的定向运动,也就是电阻增大了。
当物质为金属时,满足温度越高电阻越大。
当物质为非金属物质(部分半导体)温度越高电阻越小。
原因:当温度上升时,其内部电子运动加剧(但不会来回振动),进而可以运载电荷。
部分半导体温度越高电阻越大。
但是,并不是所有的电阻都会随着温度升高而变大:
1、温度升高,电阻不一定越大,可能增大,可能减小,也可能基本保持不变。
这和电阻材料有关,是电阻本身的性质。
2、其中对温度敏感的电阻叫做热敏电阻,热敏电阻分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。
正温度系数热敏电阻电阻值随温度升高电阻值升高,负温度系数热敏电阻随温度升高电阻值降低。
3、纯金属电阻随温度升高电阻值升高,碳和绝缘体的电阻随温度的升高阻值减小,有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大。
通过以上内容,我们可以看出,并不是所有的电阻都会随着温度升高而变大,主要还是要以实际的情况进行综合考虑,不同的条件、不同的电阻材质,所产生的变化都是不同的,这主要是由导体的物理特性
所决定的。