這個計算器的功能
大多數金屬在溫度升高時電阻也會跟著上升。本計算器採用標準的線性溫度係數模型,預測導體在任一工作溫度下的電阻值。只要輸入在已知參考溫度下量測到的電阻、材料的電阻溫度係數(\(\alpha\)),以及兩個溫度,就能算出新的電阻值,並一併顯示絕對變化量與百分比變化。
計算公式
模型為 $$R = \text{R}_0\left[1 + \alpha\left(\text{T} - \text{T}_0\right)\right]$$ 其中 \(\text{R}_0\) 是在參考溫度 \(\text{T}_0\) 下的電阻,\(\alpha\) 是溫度係數(每 °C),\(\text{T}\) 是工作溫度,\(R\) 則是換算後的電阻。式中 \(\alpha\left(\text{T} - \text{T}_0\right)\) 代表在溫差 \(\Delta\text{T} = \text{T} - \text{T}_0\) 下電阻的相對變化比例。在 20 °C 附近,常見的 \(\alpha\) 值約為銅 0.00393、鋁 0.00403、白金 0.0039。
使用方法
1. 輸入 \(\text{R}_0\),也就是在參考溫度(通常為 20 °C)下量測到的電阻。2. 輸入該材料的溫度係數 \(\alpha\)。3. 輸入參考溫度 \(\text{T}_0\) 與工作溫度 \(\text{T}\)。計算器會自動算出電阻 \(R\) 以及變化幅度。
實際範例
一組銅線圈在 20 °C 時電阻為 100 Ω,\(\alpha = 0.00393\) /°C。當溫度升到 80 °C 時,\(\Delta\text{T} = 60\) °C,因此 $$R = 100 \times (1 + 0.00393 \times 60) = 100 \times 1.2358 = 123.58\ \Omega$$——電阻增加了 23.58%。
常見問題
這個公式適用於任何溫度嗎?線性模型在中等溫度範圍內表現良好。若溫度範圍非常大,可能需要加入二次項才夠準確。
如果電阻隨溫度下降怎麼辦?請輸入負的 \(\alpha\) 值——這在熱敏電阻(NTC)和部分半導體中很常見。
\(\alpha\) 值要去哪裡找?材料規格書(datasheet)通常都有列出,多半以 20 °C 或 0 °C 為基準;務必確認你輸入的 \(\text{T}_0\) 與該基準一致。