Koefisien Tahanan Suhu

Anda mungkin telah memperhatikan pada tabel untuk hambatan spesifik bahwa semua angka ditentukan pada suhu 20° Celcius. Jika Anda menduga bahwa ini berarti resistensi spesifik suatu material dapat berubah dengan suhu, Anda benar!

Nilai resistansi untuk konduktor pada suhu apa pun selain suhu standar (biasanya ditentukan pada 20 Celcius) pada tabel resistansi spesifik harus ditentukan melalui rumus lain:

Konstanta "alpha" (α) dikenal sebagai koefisien suhu hambatan dan melambangkan faktor perubahan resistansi per derajat perubahan suhu. Sama seperti semua bahan memiliki resistansi spesifik tertentu (pada 20° C), mereka juga berubah tahanan menurut suhu dengan jumlah tertentu. Untuk logam murni, koefisien ini adalah angka positif, artinya resistansi meningkat dengan meningkatnya suhu. Untuk unsur karbon, silikon, dan germanium, koefisien ini adalah bilangan negatif, artinya resistansi menurun dengan meningkatnya suhu. Untuk beberapa paduan logam, koefisien suhu resistansi sangat mendekati nol, artinya resistansi hampir tidak berubah sama sekali dengan variasi suhu (properti yang baik jika Anda ingin membuat resistor presisi dari kawat logam!). Tabel berikut memberikan koefisien temperatur resistansi untuk beberapa logam biasa, baik murni maupun paduan:

Koefisien Tahanan Suhu pada 20 Derajat Celcius

Bahan Elemen/Paduan “alfa” per derajat Celcius NikelElemen0.005866Elemen Besi0.005671MolibdenumElemen0.004579TungstenElement0.004403Elemen Aluminium0.004308Elemen Tembaga0.004041Elemen Perak0.003819ElemenPlatinum0.003729EmasElemen0.003715ZincElement0.003847Steel*Alloy0.003NiKrom

* =Paduan baja pada 99,5 persen besi, 0,5 persen karbon baiklah

Mari kita lihat contoh rangkaian untuk melihat bagaimana suhu dapat memengaruhi resistansi kawat, dan akibatnya kinerja rangkaian:

Rangkaian ini memiliki hambatan total kawat (kawat 1 + kawat 2) sebesar 30 pada suhu standar. Menyiapkan tabel nilai tegangan, arus, dan resistansi kita dapatkan:

Pada 20 ° Celcius, kami mendapatkan 12,5 volt melintasi beban dan total 1,5 volt (0,75 + 0,75) turun melintasi resistansi kawat. Jika suhu naik menjadi 35° Celcius, kita dapat dengan mudah menentukan perubahan hambatan untuk setiap potongan kawat. Dengan asumsi penggunaan kawat tembaga (α =0,004041) kita peroleh:

Menghitung ulang nilai sirkuit kami, kami melihat perubahan apa yang akan terjadi pada peningkatan suhu ini:

Seperti yang Anda lihat, tegangan pada beban turun (dari 12,5 volt menjadi 12,42 volt) dan penurunan tegangan pada kabel naik (dari 0,75 volt menjadi 0,79 volt) sebagai akibat dari kenaikan suhu. Meskipun perubahannya mungkin tampak kecil, perubahan tersebut dapat menjadi signifikan untuk saluran listrik yang membentang bermil-mil antara pembangkit listrik dan gardu induk, gardu induk dan beban. Faktanya, perusahaan listrik sering kali harus mempertimbangkan perubahan resistansi saluran akibat variasi suhu musiman saat menghitung beban sistem yang diizinkan.

TINJAUAN:

• Sebagian besar bahan konduktif mengubah resistansi spesifik dengan perubahan suhu. Inilah sebabnya mengapa angka resistansi spesifik selalu ditentukan pada suhu standar (biasanya 20° atau 25° Celcius).
• Faktor perubahan hambatan per derajat Celcius dari perubahan suhu disebut koefisien hambatan suhu . Faktor ini diwakili oleh huruf kecil Yunani “alpha” (α).
• Koefisien positif untuk suatu material berarti resistansinya meningkat dengan peningkatan suhu. Logam murni biasanya memiliki koefisien resistansi suhu positif. Koefisien mendekati nol dapat diperoleh dengan paduan logam tertentu.
• Koefisien negatif untuk suatu material berarti resistansinya berkurang dengan meningkatnya suhu. Bahan semikonduktor (karbon, silikon, germanium) biasanya memiliki koefisien resistansi suhu negatif.
• Rumus yang digunakan untuk menentukan hambatan suatu penghantar pada suhu tertentu selain yang ditentukan dalam tabel hambatan adalah sebagai berikut:

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Koefisien Suhu Resistansi