Coefficient de température de résistance

Vous avez peut-être remarqué sur le tableau des résistances spécifiques que tous les chiffres ont été spécifiés à une température de 20° Celsius. Si vous pensiez que cela signifiait que la résistance spécifique d'un matériau pouvait 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 degrés Celsius) sur la table de résistance spécifique doivent être déterminées par une autre formule :

La constante « alpha » (α) est connue sous le nom de coefficient de température de 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 résistance en fonction de la température de certaines quantités. Pour les métaux purs, ce coefficient est un nombre positif, ce qui signifie que la résistance augmente avec l'augmentation de 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 résistance pour plusieurs métaux communs, tant purs qu'alliés :

Coefficients de température de résistance à 20 degrés Celsius

Matériel Élément/Alliage « alpha » par degré Celsius Élément Nickel0.005866Élément Fer0.005671Élément Molybdène0.004579Élément Tungstène0.004403Élément Aluminium0.004308Élément Cuivre 0.004041Élément Argent0.003819Élément Platine0.003729Élément Or0.003715Élément Zinc0.003847Acier*Alliage0.003Nichrometan3Alloy 0.00017Nloyer0.001N

* =Alliage d'acier à 99,5% de fer, 0,5% de carbone tys

Jetons un coup d'œil à un exemple de circuit pour voir comment la température peut affecter la résistance du fil et, par conséquent, les performances du circuit :

Ce circuit a une résistance de fil totale (fil 1 + fil 2) de 30 Ω à température standard. Configuration d'un tableau des valeurs de tension, de courant et de résistance que nous obtenons :

À 20 ° Celsius, nous obtenons 12,5 volts sur la charge et un total de 1,5 volt (0,75 + 0,75) a chuté sur la résistance du fil. Si la température s'élevait à 35° Celsius, nous pourrions facilement déterminer le changement de résistance pour chaque morceau de fil. En supposant l'utilisation de fil de cuivre (α =0,004041) nous obtenons :

En recalculant nos valeurs de circuit, nous voyons quels changements cette augmentation de température apportera :

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 volts à 0,79 volts) en raison de l'augmentation de la température. Bien que les changements puissent sembler minimes, ils peuvent être importants pour les lignes électriques s'étendant sur des kilomètres entre les centrales électriques et les sous-stations, les sous-stations et les charges. En fait, les compagnies d'électricité doivent souvent prendre en compte les changements de résistance de ligne résultant des variations saisonnières de température lors du calcul de la charge admissible du système.

AVIS :

• La plupart des matériaux conducteurs changent de résistance spécifique avec les changements de température. C'est pourquoi les valeurs de résistance spécifique sont toujours spécifiées 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 résistance . Ce facteur est représenté par la lettre minuscule grecque « alpha » (α).
• Un coefficient positif pour un matériau signifie que sa résistance augmente avec l'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 l'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 résistance