Temperatureinfluss auf Leiter
Verständnisfragen, Berechnungen | Francesco Dalprà (BWZ Brugg)
Verständnisfragen, Berechnungen | Francesco Dalprà (BWZ Brugg)
Bei welcher Temperatur werden Widerstände von Werkstoffen/Materialien definiert sowie zueinander verglichen?
bei 20°C
(sog. Raumtemperatur)
Wie verhält sich der elektrische Widerstand von reinen Metallen bei Erwärmung?
Der Widerstand reiner Metallen nimmt bei Temperaturerhöhung zu.
Wie nennt man metallische Leiter die im kalten Zustand einen tieferen Widerstand besitzen?
Wie nennt man den Temperaturkoeffizienten auch noch?
Temperaturbeiwert
Welcher Temperaturkoeffizient alpha besitzt das Leitermaterial Kupfer?
Je nach Fach-/Formelbuch: 0,004 1/K oder 0,00393 1/K
Wie nennt man Stoffe die im warmen Zustand einen tieferen Widerstand besitzen?
Nennen Sie Stoffe die im heissen Zustand besser leiten als im kalten.
- Kohle
- Silizium (Halbleitermaterial)
- Germanium (Halbleitermaterial)
- Selen (Halbleitermaterial)
Warum gehen Glühlampen mit Wolframwendel normalerweise beim Lichteinschalten kaputt?
Weil der Glühfaden in kaltem Zustand einen viel kleineren Widerstand hat als in heissem.
Im Einschaltmoment kann der Einschaltstrom das 8 bis 15-fache des Betriebsstromes erreichen, was wiederum bei älteren Glühlampen zum durchbrennen des Glühfadens führt.
Welcher "frühere" Glühlampentyp hat einen tieferen Einschaltstrom als den eigentlichen Betriebsstrom?
Kohlenfaden-Glühlampe
Es gibt Metalllegierungen die bei Temperaturerhöhung kaum eine Widerstandsänderung erfahren.
Zählen Sie mindestens eine dieser Legierung auf.
- Konstantan (CuNi44)
- Manganin (CuMn12Ni)
- Isabellin (CuNi20Mn10)
Warum werden normalerweise bei Heizelementen ein temperaturunabhängiges Material verwendet?
Bei Heizelementen, wie etwa in einem Bügeleisen, Raclettofen, Haarfön, Kochplatte/Kochfeld, Backofen, Toaster, Elektroheizung, Boiler, etc... verwendet man einen mechanisch gut verarbeitbarer Heizdraht der kaum den Widerstand ändert um eine konstante Heizleistung letztendlich zu haben.
Was gibt der Temperaturkoeffizient alpha eines Leiterwerkstoffes eigentlich an?
Um wieviel sich der Widerstandswert von 1 Ohm, bei einem Temperaturunterschied von 1 Kelvin ändert.
Wie lautet die Formel für die Widerstandsänderung bei Temperaturänderung eines Materials?
Mit welcher Formel berechnet man den Warmwiderstand Rw aus Kaltwiderstand Rk und der Widerstandszunahme Delta R?
Wie lautet die Formel für die direkte Berechnung des Warmwiderstandes?
Ein Kupferdraht besitzt bei Raumtemperatur von 20°C einen Widerstand von 10 Ohm.
Welcher Warmwiderstand besitzt dieser Draht, wenn die Umgebungstemperatur auf 75°C ansteigt?
(Bild anklicken um es zu vergrössern)
Weshalb steigt bei nahezu allen metallischen Leiter der Widerstand bei Temperaturerhöhung?
Da bei warmen Temperaturen die Atome resp. das Atomgitter in grössere Schwingungen versetzt werden, haben die Ladungsträger (Elektronen) einen grösseren Bewegungswiderstand in ihrem Stromfluss.
Bis zu welcher Temperatur können metallische Leiter mit dem bekannten Temperaturkoeffizienten alpha (gemäss Formelbuch) Linear als Steigung gerechnet werden?
Die Linearität der Widerstandszunahme gemäss Formel kann je nach Material bis etwa 250°C gerechnet werden.
Bei höheren Temperaturen wäre ein zusätzlicher Temperaturkoeffizient beta (im quadrat gerechnet) miteinzubeziehen.
Was versteht man unter einem Supraleiter?
Unter Supraleiter versteht man Materalien, die bei einer niedrigen Temperatur Sprunghaft (sog. Sprungtemperatur) gegen 0 Ohm absinken. Dadurch sind nahezu keine Leitungsverluste mehr vorhanden (kein Widerstand mehr messbar).
Oft sind es Legierungen zusammengesetzt aus verschiedenen Materialien die weit unterhalb -160°C diese Sprunghafte Widerstandserscheinung verfügen.
Zeichnen Sie ein einfaches Widerstand-Temperatur-Diagramm (X/Y-Achse) und tragen Sie alle drei Widerstandsarten ein.
>>> NTC-Widerstand / PTC-Widerstand / Konstantwiderstand <<<
(Bild anklicken um es zu vergrössern)
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Cartes-fiches
Bei welcher Temperatur werden Widerstände von Werkstoffen/Materialien definiert sowie zueinander verglichen?
bei 20°C
(sog. Raumtemperatur)
Wie verhält sich der elektrische Widerstand von reinen Metallen bei Erwärmung?
Der Widerstand reiner Metallen nimmt bei Temperaturerhöhung zu.
Wie nennt man metallische Leiter die im kalten Zustand einen tieferen Widerstand besitzen?
Wie nennt man den Temperaturkoeffizienten auch noch?
Temperaturbeiwert
Welcher Temperaturkoeffizient alpha besitzt das Leitermaterial Kupfer?
Je nach Fach-/Formelbuch: 0,004 1/K oder 0,00393 1/K
Wie nennt man Stoffe die im warmen Zustand einen tieferen Widerstand besitzen?
Nennen Sie Stoffe die im heissen Zustand besser leiten als im kalten.
- Kohle
- Silizium (Halbleitermaterial)
- Germanium (Halbleitermaterial)
- Selen (Halbleitermaterial)
Warum gehen Glühlampen mit Wolframwendel normalerweise beim Lichteinschalten kaputt?
Weil der Glühfaden in kaltem Zustand einen viel kleineren Widerstand hat als in heissem.
Im Einschaltmoment kann der Einschaltstrom das 8 bis 15-fache des Betriebsstromes erreichen, was wiederum bei älteren Glühlampen zum durchbrennen des Glühfadens führt.
Welcher "frühere" Glühlampentyp hat einen tieferen Einschaltstrom als den eigentlichen Betriebsstrom?
Kohlenfaden-Glühlampe
Es gibt Metalllegierungen die bei Temperaturerhöhung kaum eine Widerstandsänderung erfahren.
Zählen Sie mindestens eine dieser Legierung auf.
- Konstantan (CuNi44)
- Manganin (CuMn12Ni)
- Isabellin (CuNi20Mn10)
Warum werden normalerweise bei Heizelementen ein temperaturunabhängiges Material verwendet?
Bei Heizelementen, wie etwa in einem Bügeleisen, Raclettofen, Haarfön, Kochplatte/Kochfeld, Backofen, Toaster, Elektroheizung, Boiler, etc... verwendet man einen mechanisch gut verarbeitbarer Heizdraht der kaum den Widerstand ändert um eine konstante Heizleistung letztendlich zu haben.
Was gibt der Temperaturkoeffizient alpha eines Leiterwerkstoffes eigentlich an?
Um wieviel sich der Widerstandswert von 1 Ohm, bei einem Temperaturunterschied von 1 Kelvin ändert.
Wie lautet die Formel für die Widerstandsänderung bei Temperaturänderung eines Materials?
Mit welcher Formel berechnet man den Warmwiderstand Rw aus Kaltwiderstand Rk und der Widerstandszunahme Delta R?
Wie lautet die Formel für die direkte Berechnung des Warmwiderstandes?
Ein Kupferdraht besitzt bei Raumtemperatur von 20°C einen Widerstand von 10 Ohm.
Welcher Warmwiderstand besitzt dieser Draht, wenn die Umgebungstemperatur auf 75°C ansteigt?
(Bild anklicken um es zu vergrössern)
Weshalb steigt bei nahezu allen metallischen Leiter der Widerstand bei Temperaturerhöhung?
Da bei warmen Temperaturen die Atome resp. das Atomgitter in grössere Schwingungen versetzt werden, haben die Ladungsträger (Elektronen) einen grösseren Bewegungswiderstand in ihrem Stromfluss.
Bis zu welcher Temperatur können metallische Leiter mit dem bekannten Temperaturkoeffizienten alpha (gemäss Formelbuch) Linear als Steigung gerechnet werden?
Die Linearität der Widerstandszunahme gemäss Formel kann je nach Material bis etwa 250°C gerechnet werden.
Bei höheren Temperaturen wäre ein zusätzlicher Temperaturkoeffizient beta (im quadrat gerechnet) miteinzubeziehen.
Was versteht man unter einem Supraleiter?
Unter Supraleiter versteht man Materalien, die bei einer niedrigen Temperatur Sprunghaft (sog. Sprungtemperatur) gegen 0 Ohm absinken. Dadurch sind nahezu keine Leitungsverluste mehr vorhanden (kein Widerstand mehr messbar).
Oft sind es Legierungen zusammengesetzt aus verschiedenen Materialien die weit unterhalb -160°C diese Sprunghafte Widerstandserscheinung verfügen.
Zeichnen Sie ein einfaches Widerstand-Temperatur-Diagramm (X/Y-Achse) und tragen Sie alle drei Widerstandsarten ein.
>>> NTC-Widerstand / PTC-Widerstand / Konstantwiderstand <<<
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