Widerstand - es ist ein elektrisches Element, das entwickelt wurde, um den Strom in einem elektrischen Stromkreis zu begrenzen. Abgesehen von dieser Hauptfunktion können Widerstände jedoch auch ihre Temperatur abhängig von der Spannung ändern. Dieses Phänomen wird als Peltier-Effekt und es hat seine eigenen Eigenschaften und Gründe, die in diesem Artikel behandelt werden.
Eines der Merkmale des Spannungseinflusses auf die Temperatur des Widerstands ist, dass der Widerstand bei steigender Spannung zu erwärmen beginnt. Dies liegt daran, dass, wenn ein elektrischer Strom durch einen Widerstand fließt, sein Widerstand in thermische Energie umgewandelt wird. Auf diese Weise kann sich der Widerstand abhängig von der Spannungsgröße auf eine bestimmte Temperatur erhitzen.
Es sollte auch beachtet werden, dass der Einfluss der Spannung auf die Widerstandstemperatur reversibel sein kann. Dies bedeutet, dass sich der Widerstand abkühlen kann, wenn die Spannung abnimmt und auf die Anfangstemperatur zurückkehrt. Es gibt jedoch einen Spannungsgrenzwert, bei dem der Widerstand überhitzen und ausfallen kann. Daher ist es wichtig, diesen Faktor bei der Konstruktion und dem Betrieb von elektrischen Schaltungen zu berücksichtigen, um Brüche und Störungen zu vermeiden.
Einfluss der Spannung auf die Widerstandstemperatur
Wenn elektrischer Strom durch den Widerstand fließt, wird Energie in Wärme umgewandelt. Aus diesem Grund können sich die Widerstände bei hohen Strömen oder hohen Spannungen erwärmen. Der Einfluss der Spannung auf die Temperatur des Widerstands ist auf die Wärmeableitung zurückzuführen, die durch den Durchfluss von elektrischem Strom entsteht.
Wenn die Spannung am Widerstand ansteigt, steigt seine Leistung und damit die Energie, die in Wärme umgewandelt wird, an. Infolgedessen erwärmt sich der Widerstand und seine Temperatur steigt an. Eine Erhöhung der Widerstandstemperatur kann dazu führen, dass sich seine elektrischen Eigenschaften wie Widerstand und Widerstandstemperaturkoeffizienten ändern.
Der Einfluss der Spannung auf die Temperatur des Widerstands kann auch dazu führen, dass sich der Nennwiderstand ändert. In einigen Fällen kann der Widerstand des Widerstands, wenn die Spannung ansteigt, aufgrund der entstehenden Hitze abnehmen. Dieses Phänomen wird als negativer Temperaturwiderstandskoeffizient bezeichnet. In den meisten Fällen haben Widerstände jedoch einen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten, bei dem der Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt.
Bei der Gestaltung elektronischer Schaltungen mit Widerständen muss der Einfluss der Spannung auf ihre Temperatur berücksichtigt werden. Dies kann besonders wichtig sein, wenn Sie mit hohen Spannungen oder hohen Strömen arbeiten, um eine Überhitzung der Widerstände und Diskrepanzen zwischen den berechneten Widerstandswerten und dem Istwert unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu vermeiden.
Merkmale des Spannungseinflusses
Zu den Hauptmerkmalen des Spannungseinflusses auf die Widerstandstemperatur gehören:
- Widerstandsänderung: Wenn die Spannung ansteigt, steigt der Strom am Widerstand an, was zu einer Erhöhung der Temperatur führen kann. Dies liegt an der Zunahme der im Widerstand freigesetzten Energie und des Widerstands, den sie auf den Stromdurchgang ausübt.
- Thermische Ausdehnung: Wenn ein Widerstand unter der Einwirkung einer hohen Spannung betrieben wird, wird sein Material erhitzt. Als Ergebnis der thermischen Ausdehnung kann der Widerstand seine Größe und Form ändern, was die Effizienz seines Betriebs beeinträchtigen kann.
- Ändern des Temperaturkoeffizienten: In einigen Fällen kann eine Änderung der Spannung auch dazu führen, dass sich der Temperaturkoeffizient des Widerstands ändert. Dies kann die Stabilität und Genauigkeit beeinträchtigen, insbesondere wenn sie in hochpräzisen Geräten verwendet wird.
Bei der Konstruktion und Verwendung von Widerständen müssen diese Merkmale des Spannungseinflusses auf die Temperatur berücksichtigt werden. Dies wird die Stabilität und Zuverlässigkeit des Widerstands gewährleisten und unerwünschte Nebenwirkungen vermeiden.
Ursachen für die Temperaturänderung des Widerstands
Die Temperatur des Widerstands kann sich aus verschiedenen Gründen ändern:
| Grund | Die Beschreibung |
|---|---|
| Leistungsverlust | Wenn ein elektrischer Strom durch einen Widerstand fließt, wird die Energie in Wärme umgewandelt. Je größer die Leistung ist, desto höher ist die Temperatur des Widerstands. |
| Wärmeeinwirkung | Der Widerstand kann Umgebungseinflüssen wie hoher Temperatur oder Sonneneinstrahlung ausgesetzt sein. Dies kann auch dazu führen, dass sich seine Temperatur ändert. |
| Selbstheizen | In einigen Fällen kann sich der Widerstand aufgrund des Widerstands, den er in einem elektrischen Stromkreis liefert, bei einem großen Stromkreis selbst erwärmen. |
| thermischer Widerstand | Das Material, aus dem der Widerstand besteht, hat seinen thermischen Widerstand. Es trägt zur Erhöhung der Temperatur bei, wenn Strom fließt. Je höher der thermische Widerstand ist, desto höher ist die Temperatur des Widerstands. |
Die Temperaturänderung eines Widerstands kann sich auf seine Eigenschaften wie Widerstand und Genauigkeit auswirken. Daher ist es wichtig, die Gründe für die Temperaturänderung und ihre Auswirkungen auf den Betrieb von Widerständen zu verstehen, um die elektrischen Schaltkreise richtig zu entwerfen und zu verwenden.
Externe und interne Spannungseinflüsse
Die Spannung, die dem Widerstand zugeführt wird, kann sowohl einen externen als auch einen internen Einfluss auf seine Temperatur haben. Der äußere Spannungseinfluss ist mit Faktoren außerhalb des Widerstands verbunden, während der innere Spannungseinfluss dem Widerstand selbst und seinen inneren Eigenschaften innewohnt. Beide Einflüsse können den Temperaturbetrieb des Widerstands beeinflussen und Änderungen an Widerstand und Temperatur verursachen.
Externe Spannungseinflüsse können sich durch verschiedene Faktoren wie Umwelt, Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit usw. manifestieren. Diese Faktoren können den Kühlkörper beeinflussen, was zu einer Änderung der Widerstandstemperatur führt. Darüber hinaus kann eine externe Spannung einen Stromverlust oder parasitäre Effekte verursachen, die auch die Temperatur des Widerstands verändern können.
Der interne Spannungseinfluss hingegen ist mit den Prozessen verbunden, die innerhalb des Widerstands selbst stattfinden. Eine interne Spannung kann dazu führen, dass sich der Widerstand erwärmt, wodurch sich sein Widerstand ändert. Eine höhere Spannung kann zu einer höheren Temperatur des Widerstands und damit zu einer Änderung seines Widerstands führen. Dies kann besonders wichtig sein, wenn sie mit Widerständen arbeiten, die einer erheblichen Spannung ausgesetzt sind oder Leistungsbeschränkungen aufweisen.
Im Allgemeinen können sowohl externe als auch interne Spannungseinflüsse erhebliche Auswirkungen auf die Widerstandstemperatur haben. Daher müssen diese Faktoren bei der Konstruktion und Verwendung von Widerständen berücksichtigt und geeignete Maßnahmen ergriffen werden, um die Stabilität und Zuverlässigkeit des Widerstands zu gewährleisten.
Folgen und mögliche Folgen
Eine Änderung der Spannung am Widerstand führt zu einer Änderung der Temperatur, was mehrere wichtige Auswirkungen haben kann:
| Untersuchung | Die Beschreibung |
|---|---|
| Widerstand ändern | Wenn die Temperatur des Widerstands ansteigt, kann der Widerstand in Abhängigkeit von der Art des Materials, aus dem er hergestellt wird, ansteigen oder abnehmen. Dies kann zu Verzerrungen der elektrischen Signale und zu einer Fehlfunktion des Stromkreises führen, in dem der Widerstand verwendet wird. |
| Ändern der Messgenauigkeit | Wenn ein Widerstand als Messelement verwendet wird, kann seine Temperaturabhängigkeit die Messgenauigkeit erheblich beeinträchtigen. Nicht gemeldete Temperaturänderungen können zu erheblichen Fehlern bei der Berechnung und Analyse der Daten führen. |
| Thermische Überlastung | Wenn der Widerstand aufgrund einer hohen Spannung zu stark erhitzt wird, kann dies zu Überhitzung und Beschädigung des Widerstands führen. Widerstände, die für niedrige Leistung ausgelegt sind, sind möglicherweise nicht in der Lage, einer hohen Spannung zu widerstehen und werden zu einer Feuer- oder Kurzschlussquelle. |
| Ändern der Schaltungseigenschaften | Eine Änderung der Temperatur des Widerstands kann den Betrieb des gesamten elektrischen Stromkreises beeinflussen, in dem er verwendet wird. Dies kann zu Systemveränderungen und unvorhersehbaren Folgen führen, insbesondere bei komplexen elektronischen Geräten oder automatischen Steuerungssystemen. |
Das Verständnis dieser Auswirkungen und die Berücksichtigung der Auswirkungen der Temperatur auf den Betrieb von Widerständen ist ein wichtiger Aspekt bei der Konstruktion und dem Betrieb elektronischer Geräte und Systeme.
