La température affecte considérablement la résistance des métaux. Cette relation est principalement régie par ce qui suit:
1. Température accrue, résistance accrue: Pour la plupart des métaux, la résistance augmente à mesure que la température augmente . C'est parce que:
* Augmentation des vibrations thermiques: À mesure que la température augmente, les atomes dans le réseau métallique vibrent plus vigoureusement. Cette augmentation du mouvement rend plus difficile pour les électrons de s'écouler librement à travers le matériau, augmentant la résistance.
* diffusion d'électrons: Les atomes vibrants agissent comme des obstacles pour le déplacement d'électrons, ce qui les fait se disperser plus fréquemment, entravant leur mouvement global et augmentant la résistance.
2. Relation linéaire: Pour la plupart des métaux dans une plage de température modérée, le changement de résistance est approximativement linéaire avec le changement de température. Cela signifie que la résistance augmente proportionnellement à l'augmentation de la température.
3. Résistivité: La relation entre la température et la résistance peut être exprimée en utilisant le concept de résistivité (ρ) , qui est une propriété matérielle qui quantifie sa résistance au flux de courant électrique. Pour les métaux, la résistivité augmente généralement linéairement avec la température, comme exprimé par l'équation suivante:
ρ (t) =ρ (t₀) [1 + α (t - t₀)]
Où:
* ρ (t) est la résistivité à la température t
* ρ (t₀) est la résistivité à une température de référence T₀ (généralement 20 ° C)
* α est le coefficient de température de résistivité (une propriété de matériau)
* T est la température en ° C
4. Exceptions:
* Certains métaux, comme Nichrome (alliage NICR), ont un coefficient de température beaucoup plus petit de résistivité (α) par rapport aux métaux purs , ce qui signifie que leur résistance change moins de manière significative avec la température. Cela les rend idéaux pour des applications comme les éléments de chauffage.
* à des températures très basses (près de zéro absolu), certains métaux présentent Superconductivity **, où leur résistance tombe à zéro, permettant un flux de courant sans aucune perte d'énergie.
en résumé:
* Pour la plupart des métaux, la résistance augmente avec la température due à une augmentation des vibrations thermiques et à la diffusion d'électrons.
* Cette relation est généralement linéaire dans une plage de température modérée.
* La résistivité peut être utilisée pour quantifier la résistance dépendante de la température d'un matériau.
* Certains métaux, comme Nichrome, ont un coefficient de température plus petit de résistivité, ce qui les rend utiles pour des applications spécifiques.
* À des températures extrêmement basses, certains métaux deviennent supraconducteurs, présentant une résistance nulle.
Comprendre la relation entre la température et la résistance est crucial dans diverses applications, notamment:
* Conception de circuits électriques: La prise en compte des effets de température sur la résistance est vitale pour assurer un bon fonctionnement du circuit dans des conditions variables.
* détection de température: Les thermistances, qui sont des résistances à résistance dépendante de la température, sont largement utilisées dans les applications de détection de température.
* Science matérielle: L'étude de la dépendance à la température de la résistance aide à comprendre les propriétés physiques des matériaux et à développer de nouveaux matériaux avec les caractéristiques souhaitées.
