La temperatura afecta significativamente la resistencia de los metales. Esta relación se rige principalmente por lo siguiente:
1. Mayor temperatura, mayor resistencia: Para la mayoría de los metales, la resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura . Esto es porque:
* aumentó las vibraciones térmicas: A medida que aumenta la temperatura, los átomos dentro de la red de metal vibran más vigorosamente. Este aumento del movimiento hace que sea más difícil que los electrones fluyan libremente a través del material, aumentando la resistencia.
* dispersión de electrones: Los átomos vibrantes actúan como obstáculos para mover electrones, haciendo que se dispersen con más frecuencia, obstaculizando su movimiento general y aumentando la resistencia.
2. Relación lineal: Para la mayoría de los metales dentro de un rango de temperatura moderado, el cambio en la resistencia es aproximadamente lineal con el cambio de temperatura. Esto significa que la resistencia aumenta proporcionalmente al aumento de la temperatura.
3. Resistividad: La relación entre la temperatura y la resistencia se puede expresar utilizando el concepto de resistividad (ρ) , que es una propiedad material que cuantifica su resistencia al flujo de corriente eléctrica. Para los metales, la resistividad generalmente aumenta linealmente con la temperatura, como se expresa por la siguiente ecuación:
ρ (t) =ρ (t₀) [1 + α (t - t₀)]
Dónde:
* ρ (t) es la resistividad a la temperatura t
* ρ (T₀) es la resistividad a una temperatura de referencia T₀ (generalmente 20 ° C)
* α es el coeficiente de temperatura de resistividad (una propiedad material)
* T es la temperatura en ° C
4. Excepciones:
* Algunos metales, como el nichromo (aleación NICR), tienen un coeficiente de resistividad de temperatura mucho más pequeño (α) en comparación con los metales puros , lo que significa que su resistencia cambia menos significativamente con la temperatura. Esto los hace ideales para aplicaciones como elementos de calefacción.
* A temperaturas muy bajas (casi cero absoluto), algunos metales exhiben Superconductividad **, donde su resistencia cae a cero, lo que permite el flujo de corriente sin pérdida de energía.
En resumen:
* Para la mayoría de los metales, la resistencia aumenta con la temperatura debido al aumento de las vibraciones térmicas y la dispersión de electrones.
* Esta relación es generalmente lineal dentro de un rango de temperatura moderado.
* La resistividad puede usarse para cuantificar la resistencia dependiente de la temperatura de un material.
* Algunos metales, como el nichromo, tienen un coeficiente de resistividad de temperatura más pequeño, haciéndolos útiles para aplicaciones específicas.
* A temperaturas extremadamente bajas, algunos metales se vuelven superconductores, exhibiendo resistencia cero.
Comprender la relación entre temperatura y resistencia es crucial en diversas aplicaciones, incluidas:
* Diseño de circuitos eléctricos: Considerar los efectos de la temperatura sobre la resistencia es vital para garantizar la operación adecuada del circuito en diferentes condiciones.
* Detección de temperatura: Los termistores, que son resistencias con resistencia dependiente de la temperatura, se usan ampliamente en aplicaciones de detección de temperatura.
* Ciencia de material: Estudiar la dependencia de la temperatura de la resistencia ayuda a comprender las propiedades físicas de los materiales y desarrollar nuevos materiales con las características deseadas.
