Frage von Brainoh, 43

Welche Abhängigkeit besteht zwischen der Temperatur eines Leiters und seinem Widerstandswert?

Frage steht im Titel ;)

Expertenantwort
von Peppie85, Community-Experte für Elektronik & Elektrotechnik, 13

entweder eine postiive, oder eine negative...

man spricht hier also von heißleitern, die haben einen poistiven temperaturkoeffizienten (PTC) oder eben kaltleitern, die leiten im gegensatz zu den heißleitern besser, wenn sie kalt sind. hier also negativer temperatur koeffizient (NTC)

eigendlich trifft das auf nahezu alle leiter zu. jedoch in unterschiedlichster ausprägung z.b. bei Platin ist es sehr extrem. außerdem ist der temperaturkoeffizient bei Platin eine nahezu linare funktion. d.h. man kann damit ohne große inetgralabellen relativ genaue temperaturmessungen absolviren.

es gibt jedoch auch ausnahmen. z.B. Konstantan. das zeug hat über einen weiten temperaturbereich einen nahezu konstanten leitwert.

lg, Anna

Antwort
von neuerprimat, 24

Der (spezifische) Widerstand kann sich im einfachsten Fall mit der Temperatur wie ein Skalar ('ne Zahl) ändern. Also z.B. für steigende Temperatur kann er steigen, (annähernd) gleich bleiben oder fallen; alles ist möglich und wird technisch genutzt je nach Material.

Der Widerstand steigt für die meisten passiven Bauelemente Temperatur (z.B.  Kohle-Widerstände); eine einfache Modellerklärung ist die stärkere Gitterschwingung, die die Elektronen nicht mehr durchlässt.

Für viele Halbleiter (Dioden, Transistor) ist es genau anders herum: Je wärmer, desto einfacher tunneln Elektronen in das Leitungsband und tragen zur Leitfähigkeit bei. Der Widerstand sinkt hier also mit steigender Temperatur.

Es gibt Metalllegierungen (z.B. Konstatan; Irgend eine fiese Suppe mit Mangan, glaube ich) die gerade so angemischt sind, dass der Widerstand sich mit der Temperatur fast gar nicht verändert, über viele 100 K hinweg.


Aber das ist alles noch garnichts. Es gibt Materialien, die werden durch einen Widerstandstensor beschrieben, d.h. im einfachsten Fall, der Widerstand hängt von der Stromrichtung in dem Material ab. Und so ein Tensor kann sich unter Wärme z.B. scheren oder stauchen/strecken ...

es gibt lustige Sachen, wenn mal draußen spielt ;)


Kommentar von PWolff ,

Schön erklärt.

Schönheitsfehler: Ausgerechnet Kohle gehört auch zu den Halbleitern und leitet damit bei höherer Temperatur besser.

(siehe z. B. http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0208071.htm)

Kommentar von neuerprimat ,

UUPPPS :D, danke!

Dann waren die Metallschichtwiderstände die mit dem positiven spezifischen Widerstand, nicht wahr?

Antwort
von Mikkey, 43

Es besteht eine.

Welche, ist von der Art des Leiters abhängig.

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