저항 온도 계수: 온도가 전도도를 변화시키는 원리

표준 저항 표를 보면 모든 값이 20°C에서 인용됩니다. 이는 물질의 비저항이 온도에 따라 변하기 때문입니다. 다른 온도에서 도체의 저항이 필요하면 온도 계수 공식을 적용해야 합니다.

그리스 문자 α (알파)는 저항 온도 계수를 나타냅니다. 이는 섭씨 1도당 저항 변화 백분율입니다. 순수 금속은 양의 α 값을 가져 온도가 오르면 저항이 상승합니다. 반면 탄소, 실리콘, 게르마늄 같은 반도체는 음의 α 값을 가져 열에 의해 저항이 감소합니다. 니크롬 같은 일부 합금은 α 값을 0에 가깝게 설계하여 정밀 저항기에 이상적입니다.

20°C에서의 저항 온도 계수

* 강철 합금 (99.5% Fe, 0.5% C)

간단한 회로에서 온도가 와이어 저항에 미치는 영향을 살펴봅시다.

두 와이어의 총 저항은 20°C에서 30Ω입니다. 아래 표는 20°C에서의 전압, 전류, 저항 값입니다.

20°C에서 부하에 12.5V, 와이어에 0.75V 강하(각 0.75Ω)가 관찰됩니다. 온도가 35°C로 상승하면 구리 와이어의 저항이 α = 0.004041 때문에 증가합니다. 각 와이어의 새로운 저항은:

회로를 재계산하면:

부하 전압이 12.5V에서 12.42V로 떨어지고, 와이어 전압 강하는 0.75V에서 0.79V로 증가합니다. 이러한 변화는 미미해 보일 수 있지만, 장거리 송전선에서는 누적 효과가 상당합니다. 전력 회사는 부하 용량 계산에 온도 유도 저항 변화를 정기적으로 반영합니다.

핵심 요약

• 도전성 물질은 온도 의존적 저항을 보이며, 표는 항상 표준 온도(보통 20°C 또는 25°C)를 참조합니다.
• 저항 온도 계수(α)는 섭씨 1도당 저항 변화량을 정량화합니다.
• 양의 α 값(순수 금속 일반적)은 온도 상승 시 저항 증가를 의미하며, 0에 가까운 α 값(합금화로 달성)은 온도 안정적인 저항기를 제공합니다.
• 음의 α 값(반도체에서 발견)은 온도 상승 시 저항 감소를 의미합니다.
• 위에 표시된 공식을 사용하여 표준 참조 온도 밖의 온도에서 저항을 계산하십시오.

추가 연습을 위해 저항 온도 계수 워크시트를 시도해 보십시오.