このツールでできること
多くの金属は、温度が上がると抵抗値も大きくなります。この計算ツールは、標準的な線形温度係数モデルを使って、任意の使用温度における導体の抵抗値を予測します。ある基準温度で測定した抵抗値、材料の抵抗温度係数(α)、そして2つの温度を入力すると、新しい抵抗値に加えて、抵抗の変化量(絶対値)と変化率(%)を算出します。
計算式
用いるモデルは $$R = \text{R}_0\left[1 + \alpha\left(\text{T} - \text{T}_0\right)\right]$$ です。ここで \(\text{R}_0\) は基準温度 \(\text{T}_0\) における抵抗値、\(\alpha\) は温度係数(1℃あたり)、\(\text{T}\) は使用温度、\(R\) は求める抵抗値を表します。\(\alpha\cdot(\text{T} - \text{T}_0)\) の項は、温度差 \(\Delta T = \text{T} - \text{T}_0\) に対する抵抗の相対変化を示します。20℃付近における代表的な \(\alpha\) の値は、銅で約0.00393、アルミニウムで約0.00403、白金で約0.0039です。
使い方
1. 基準温度(多くの場合20℃)での抵抗値 \(\text{R}_0\) を入力します。 2. 使用する材料の温度係数 \(\alpha\) を入力します。 3. 基準温度 \(\text{T}_0\) と使用温度 \(\text{T}\) を入力します。これで抵抗値 \(R\) と、その変化量が自動的に計算されます。
計算例
20℃で100Ωを示す銅コイルがあり、\(\alpha = 0.00393\ /℃\) とします。80℃のとき \(\Delta T = 60℃\) なので、$$R = 100 \times (1 + 0.00393 \times 60) = 100 \times 1.2358 = 123.58\,\Omega$$ となり、23.58%の増加です。
よくある質問
どんな温度でも使えますか? この線形モデルは、ある程度の温度範囲であれば十分な精度を持ちます。非常に広い温度範囲では、二次の項を加える必要が出てくる場合があります。
温度が上がると抵抗が下がる場合は? \(\alpha\) に負の値を使ってください。サーミスタ(NTC)や一部の半導体ではよく見られます。
\(\alpha\) の値はどこで調べられますか? 材料のデータシートに記載されており、通常は20℃または0℃を基準としています。入力する \(\text{T}_0\) がその基準温度と一致しているか必ず確認してください。