电阻和温度之间存在着密切的关系。一般来说,电阻的值随着温度的升高而增加,反之则下降。这是因为在导体中,各种离子、原子和分子受到温度的影响会不断振动,使得导体的阻力变大。
这种现象叫做热效应。在某些特定的材料中,随温度升高,导电材料会扩大,导致电阻值的增加。而在绝缘材料中,用电能的原子被激发到发生共振,使得它们吸收更多的能量,从而导致电阻值的下降。
电阻随温度变化的幅度大小可以通过电阻温度系数来表征。电阻温度系数指的是单位温度变化时电阻值的变化率。一般来说,电阻温度系数越大,材料的温度敏感度就越高。
通常用符号α表示电阻温度系数,在温度范围的0℃至100℃之间,电阻温度系数为金属低于1×10-2/℃,导体低于5×10-2/℃,而半导体则约为(2~7)×10-2/℃、极高纯度半导体更低至(5~10)×10-4/℃。
热电效应是指由于导体的温度差,导致导体两端出现电势差,从而产生电流的现象。热电效应是电阻随温度变化的一个重要原因。特别是在温度变化比较大的环境中,如火箭发动机和核反应堆中,热电效应更加明显。
热电效应的实际应用包括热电池、温度传感器等。热电池利用热电效应的原理,将热能转化为电能,广泛应用于航空航天和能源领域。
由于电阻与温度之间的紧密联系,当电路中存在多个元件时,温度变化可能会导致电路参数产生改变,从而影响电路的性能。为了消除温度变化对电路的影响,引入了温度补偿技术。
温度补偿技术利用热敏电阻、热敏电容、热敏二极管等元件,校正电路中元件的温度特性,以消除温度变化对电路性能的影响。