4.5.1 Temperaturabhängige Widerstände

4.5.1.1 Kaltleiter/PTC-Widerstand

Der Widerstandswert von Kaltleitern nimmt bei steigender Temperatur zu. Werkstoffe, deren Widerstand sich bei zunehmender Temperatur erhöht, besitzen einen positive Temperaturkoeffizienten und werden als PTC-Widerstände bezeichnet.

Positive Temperature Coefficient (engl.): positiven Temperaturbeiwert

Alle Metalle besitzen einen positiven Temperaturkoeffizienten.

Schaltzeichen:

 

4.5.1.2 Heißleiter/NTC-Widerstand

Der Widerstandswert von Heißleitern nimmt mit steigender Temperatur ab. Werkstoffe, deren Widerstand sich bei zunehmender Temperatur verringert, besitzen einen negativen Temperaturkoeffizienten.
Alle Halbleiter und Kohlenstoff besitzen einen negativen Temperaturkoeffizienten.

Schaltzeichen:

 

4.5.1.3 Temperaturkoeffizient

Der Temperaturkoeffizient gibt die Widerstandsänderung eines Werkstoffes mit einem Widerstandswert von einem Ohm bei einer Temperaturänderung von 1 Kelvin an.

Formelzeichen: α

[α] = Ω / Ω*K = 1/K

Der Temperaturkoeffizient kann sowohl positiv als auch negativ sein.

 

4.5.1.4 Berechnung temperaturabhängiger Widerstände

Berechnung der Widerstandsänderung:

ΔR = R20 * α * Δv

ΔR: Widerstandsänderung
R20: Widerstand bei 20°C
Δv: Temperaturdifferenz

Δv = v2 - v1

v2: Temperatur nach Erwärmung
v1: Ausgangstemperatur

 

Temperaturdifferenz bei Erwärmung:
Δv = v2 - 20°C
Zahlenwert positiv

Temperaturdifferenz bei Abkühlung:
Δv = v2 - 20°C
Zahlenwert negativ

 

PTC-Widerstand

α > 0
bei Erwärmung: ΔR > 0
bei Abkühlung: ΔR < 0

NTC-Widerstand

α < 0
bei Erwärmung: ΔR < 0
bei Abkühlung: ΔR > 0

 

 

Die Widerstandsänderung bei temperaturabhängigen Widerständen erfolgt in der Regel nicht linear, doch ergeben diese Gleichungen bei Metallen im Bereich von -50°C bis 200°C hinreichend genaue Ergebnisse.

 

4.5.1.5 Betriebsarten temperaturabhängiger Widerstände

Hierbei unterscheidet man zwischen Eigenerwärmung und Fremderwärmung. Unter Eigenerwärmung versteht man die Erwärmung des Widerstandes auf Grund des durchfließenden Stroms.
Mit Fremderwärmung bezeichnet man die Beeinflussung des Widerstandes durch die Veränderung der Umgebungstemperatur. Hierbei ist auch eine Abkühlung möglich.
Durch eine geringe Stromstärke durch den Widerstand kann der Einfluss der Eigenerwärmung vernachlässigbar klein gehalten werden.


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Online: 1 | IP: | 22.11.2017 - 04:23:58  
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