Teplotní koeficient odporu (TCR) je fyzikální veličina, která charakterizuje změnu elektrického odporu materiálu se změnou jeho teploty. V rezistorech hraje TCR důležitou roli, protože určuje jejich stabilitu a přesnost.
Tabulka teplotního koeficientu odporu rezistorů umožňuje určit, jak moc se změní odpor rezistoru při změně teploty o určitý počet stupňů Celsia. Hodnota TCR je obvykle uvedena v ppm / °C (Part v milionech na stupeň Celsia).
Příklad: pokud je TCR rezistoru 100 ppm / °C a jeho jmenovitý odpor je 100 ohmů, při změně teploty o 10 stupňů Celsia se odpor rezistoru změní o 100 * 10 * (10/10000000) = 0,01 ohmů.
Tabulka teplotního koeficientu odporu rezistorů je tedy užitečným nástrojem pro inženýry a elektronikáře pracující s rezistory. To jim umožňuje zohlednit vliv teploty na přesnost a stabilitu odporu a vybrat vhodné komponenty pro své projekty.
Hodnota teplotního koeficientu odporu
Teplotní koeficient odporu (TCS) měří změnu odporu rezistoru se změnou teploty. Ukazuje, o kolik procent se mění odpor rezistoru při změně teploty o 1 stupeň Celsia.
Hodnota TCS je určena materiálem, ze kterého je rezistor vyroben, a může být kladná nebo záporná. Pokud je TCS kladné, odpor rezistoru se zvyšuje s rostoucí teplotou. V případě negativního TCS odpor rezistoru klesá, když teplota stoupá.
TCS se obvykle měří v procentech na stupeň Celsia (%/°C) nebo v procentech na Kelvin (%/k). Některé běžné materiály a jejich hodnoty TCS:
| Materiál | Hodnota TX (%/°C) |
|---|---|
| Uhlíková fólie | ±200 - ±1200 |
| Kovová pěna | ±50 - ±200 |
| Metaloxidový film | ±50 - ±120 |
| Kovokeramický | ±10 - ±300 |
| Hliníkový | ±0.01 - ±0.1 |
| Platinový | ±0.00385 |
Hodnota TCS je důležitá při navrhování a používání odporů, zejména v aplikacích, které vyžadují stabilitu odporu při různých teplotách. Při znalosti hodnoty TCS lze odhadnout, jak se změní odpor rezistoru při změně teploty a zohlednit tento faktor v zařízení.
Tabulka odporu rezistorů při různých teplotách
| Teplota, °C | TX, % / °C |
|---|---|
| -100 | −0.39 |
| -50 | −0.17 |
| 0 | 0.05 |
| 25 | 0.0078 |
| 50 | 0.18 |
| 100 | 0.39 |
Z této tabulky lze odvodit, že odpor rezistoru se bude zvyšovat s rostoucí teplotou. Znát počáteční odpor rezistoru a jeho TCS lze předpovědět jeho odpor při jakékoli nastavené teplotě.
Použití tabulky teplotního koeficientu odporu
Tabulka teplotního koeficientu odporu je široce používána v elektronice a elektrotechnice k určení změny odporu rezistoru v závislosti na teplotě. To je důležitá informace, protože umožňuje předpovědět, jak se změní elektrický odpor při změně teploty.
Pro použití tabulky teplotního koeficientu odporu je nutné znát hodnotu odporu rezistoru při určité teplotě a jeho teplotní koeficient. Poté, když v tabulce najdete hodnotu teplotního koeficientu odporu pro danou teplotu, můžete určit změnu odporu rezistoru při změně teploty.
Tabulka se skládá ze dvou sloupců: teploty a jejich příslušných hodnot teplotního koeficientu odporu. V prvním sloupci jsou uvedeny hodnoty teploty ve stupních Celsia a ve druhém sloupci hodnoty odpovídajících teplotních koeficientů odporu v ppm/°C (parts per million per degree Celsius).
Chcete-li použít tabulku teplotního koeficientu odporu, musíte postupovat podle následujících kroků:
- Určete hodnotu odporu rezistoru při určité teplotě.
- Najděte v tabulce hodnotu teplotního koeficientu odporu pro danou teplotu.
- Vynásobte hodnotu teplotního koeficientu odporu rozdílem mezi aktuální teplotou a teplotou, při které byl změřen původní odpor.
- Přidejte výslednou hodnotu k původnímu odporu pro výpočet změněného odporu při aktuální teplotě.
Použití tabulky teplotního koeficientu odporu tedy umožňuje zohlednit změnu odporu rezistoru při různých teplotách a provádět přesné výpočty v elektronických obvodech. Tyto informace jsou zvláště důležité při navrhování zařízení, kde je kritickým faktorem stabilita odporu.
Použití odporů s různými teplotními koeficienty
Rezistory s kladným teplotním koeficientem (PTC rezistory) jsou charakterizovány zvýšením odporu se zvýšením teploty. Nacházejí uplatnění v zařízeních s automatickým omezením proudu, jako je ochrana proti přetížení a tepelné senzory. S rostoucí teplotou se zvyšuje odpor těchto odporů, což umožňuje snížit proud a zabránit poškození zařízení.
Odpory s negativním teplotním koeficientem (NTC rezistory) mají vlastnost snížit odpor zvýšením teploty. Jsou široce používány v automatických nastavovacích systémech, kde změna teploty může vést ke změně zatížení nebo požadovaného odporu. Například v termistorech, které se používají v termoregulátorech, funguje odporová část jako senzor a mění svůj odpor v závislosti na teplotě.
Rezistory s nulovým teplotním koeficientem (ZTC rezistory) mají při změně teploty téměř konstantní odpor. Používají se v přesných měřicích obvodech, kde je vyžadována stabilita odporu bez ohledu na teplotní změny. Tyto odpory zajišťují vysokou přesnost měření a stabilitu zařízení.
Výběr rezistoru s určitým teplotním koeficientem závisí na požadovaných vlastnostech konkrétního obvodu a podmínkách jeho provozu. Optimální volba rezistoru s ohledem na teplotní koeficient odporu umožňuje dosáhnout potřebné stability a spolehlivosti provozu elektronického zařízení.
Technické vlastnosti odporů s různými teplotními koeficienty
Rezistory s kladným teplotním koeficientem (PTC) mají tendenci zvyšovat svůj odpor s rostoucí teplotou. To znamená, že když teplota stoupá, odpor rezistoru se zvětšuje a při poklesu méně. Takové rezistory jsou široce používány v automatických termoregulátorech a ochranných zařízeních, protože jsou schopny omezit proud, když teplota stoupá, a tím zabránit přehřátí a možnému poškození.
Odpory s negativním teplotním koeficientem (NTC) mají naopak tendenci snižovat svůj odpor s rostoucí teplotou a zvyšovat odpor, když teplota klesá. Tato vlastnost vede k použití takových odporů v termistorech, které jsou široce používány k měření teploty a termoregulace, například v domácích spotřebičích a průmyslových zařízeních.
Výběr rezistoru s určitou hodnotou TCR závisí na konkrétních požadavcích na zařízení a jeho fungování v různých podmínkách. Je důležité vzít v úvahu, že při výběru rezistoru s určitým TCR je třeba vzít v úvahu nejen teplotní rozsah, ve kterém bude fungovat, ale také jeho přesnost odporu, výkon, stabilitu parametrů a další technické vlastnosti.
Použití rezistorů s různými teplotními koeficienty umožňuje projektantům přizpůsobit zařízení a systémy různým pracovním podmínkám a zajistit stabilní a spolehlivý provoz při změně teploty.