W wielu elementach elektrycznych i czujnikach pomiarowych wykorzystuje się fakt, że rezystancja przewodnika lub półprzewodnika zmienia się wraz z temperaturą. To podstawowa zasada działania termometrów rezystancyjnych.
Jak zachowują się metale?
Dla większości metali wzrost temperatury powoduje wzrost rezystancji. Dzieje się tak dlatego, że wraz ze wzrostem temperatury rosną drgania sieci krystalicznej, co utrudnia przepływ elektronów.
W praktyce oznacza to, że:
- im wyższa temperatura metalu,
- tym większy jego opór elektryczny.
Ta właściwość jest wykorzystywana np. w czujnikach platynowych.
Jak zachowują się półprzewodniki?
W półprzewodnikach zależność jest zwykle inna niż w metalach. Często wzrost temperatury powoduje spadek rezystancji, ponieważ zwiększa się liczba nośników ładunku.
Dlatego w technice spotyka się elementy takie jak:
- termistory NTC – rezystancja maleje przy wzroście temperatury,
- termistory PTC – rezystancja rośnie przy wzroście temperatury.
Znaczenie w pomiarach
Zmiana rezystancji pod wpływem temperatury pozwala budować czujniki, które:
- są proste w użyciu,
- mogą pracować w układach automatyki,
- dają sygnał łatwy do dalszego przetwarzania.
Układ pomiarowy nie mierzy temperatury bezpośrednio, lecz opór elektryczny, a następnie przelicza go na temperaturę.
Na co uważać na egzaminie?
Najczęstsze pułapki to mylenie pojęć:
- rezystancja – opór elektryczny elementu,
- rezystywność – cecha materiału,
- napięcie termoelektryczne – dotyczy termoelementów, nie termometrów oporowych.
Co zapamiętać?
Najważniejszy wniosek:
- termometry rezystancyjne wykorzystują zmianę rezystancji materiału przy zmianie temperatury.
To właśnie ta zależność jest podstawą poprawnej odpowiedzi w zadaniach egzaminacyjnych dotyczących termometrów oporowych.