온도와 저항의 관계

온도의 상승에 따라 저항값도 커진다면 정비례(正比例 )-->(일반금속체)

온도의 상승에 따라 저항값은 반대로 작아진디면 반비례(反比例)-->(반도체)  입니다.

 

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2-2   저항의 온도계수

 온도가 상승하면 금속의 저항값은 직선적으로 증가하지만, 반도체는 급격하게 저항값이 감소한다.  t1의 온도에서의 저항의 온도계수는 다음과 같다.

<!--NAMO_EQN__ 160 1 \alpha t1=\frac{\frac{R2-R1}{t2-t1}}{R1} --> [1/°C]              (온도상승: t2-t1, 저항값변화:R2-R1)

                     

  위 식에서 t1[°C]에 있는 도체의 저항 R1[Ω]과 온도계수 αt1의 값을 안다면, 온도 t2[°C]에서 저항 R2의 값은

R2=R1{1 + αt1(t2-t1)} [Ω] 이 된다.

순구리의 20[°C]에서의 α20의 값이 0.00393[1/°C] 인데, 반도체나 탄소 절연체, 전해액 등은 온도가 올라가면 전도율이 커져 온도계수가 부(-)의 값을 가진다.

  예제) 구리선의 저항이 20[°C]에서 10[Ω]이라면, 50[°C]일 때의 저항은 몇 인가? (단, 구리선의 20[°C]에서의 온도계수는 39.3*10^-4[1/°C]임.)

      풀이 : R50=R20{1 + α20(50-20)}

                    = 10(1 + 39.3*10^-4*30)}

                    =11.79[Ω]

 

온도계수
금속은 온도가 증가하면 원자의 진동이 격렬해져 전자가 이동할 때, 원자와의 접촉이 심해져 전자운동이 방해를 받는다. 반도체는 전자가 풍부하지 않은 물질로 온도 증가는 원자핵의 핵력이 감소하는 결과를 가져온다. 따라서 전자의 에너지가 증가하고 전자의 이동이 더욱 활발하여 진다.
	그림처럼 자유전자가 많은 물질인 금속은 온도 증가가 원자의 접촉을 심화시켜, 오히려 전자운동이 방해가 되어 저항이 심해지는 결과를 가져온고, 반도체는 온도증가가 전자의 에너지 증가로 이동이 더욱 쉬워져 저항의 감소현상이 일어난다. 온도 변화에 따른 저항의 변화 정도를 저하의 온도계수라 한다. t1 에서의 온도계수는 다음과 같다.

반도체의 온도계수
반도체의 온도 계수 특성 반도체의 온도계수는 (-)부의 특성을 갖는다. 반도체를 이용하는 컴퓨터의 부품 등은 온도 증가를 방치하면 과전류로 인하여 부품의 손상을 가져오므로 냉각 장치를 가지고 있다.	Thermistor 서미스터는 Thermal + Resistor의 합성어로, 온도에 민감한 저항이다. 온도를 감지하는 장치, 기기 등에 사용된다.

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