Widerstand und Temperatur

Abhängigkeit des Widerstandes

Die Frage, wovon der Widerstand eines Leiters abhängt, kann wie folgt beantwortet werden: Der Widerstand hängt

  • von der Leiterlänge
  • vom Leiterquerschnitt
  • und vom Leitermaterial selbst

ab. Ausserdem spielt die Umgebungstemperatur eine wichtige Rolle. Denn die grundlegenden Werte von oben gelten ja nur bei 20°C.

Die Eigenschaften eines Leiters sind Temperaturabhängig

Der Kaltwiderstand

Der Spezifische Leitwert γ oder der Spezifische Widerstand ρ eines Werkstoffes werden immer bei Raumtemperatur also bei 20°C angegeben.

Kaltwiderstand bei 20�C

Der Widerstand eines Leiters bei Raumtemperatur von 20°C heisst Kaltwiderstand.

Die temperaturbedingte Widerstandsänderung

Bei zunehmender Temperatur ändert sich der Leiterwiderstand. Die Widerstandsänderung kann einfach mit folgender Formel berechnet werden:

Darin ist:

  • R20 der Kaltwiderstand in Ω
  • α der Temperaturbeiwert in 1/K und
  • Δϑ die Temperaturzunahme in K(elvin)

Der Temperaturbeiwert

Der Temperaturbeiwert heißt im Englischen Der Temperaturkoeffizient TK oder TC
gibt die prozentuelle änderung
des Leiterwiderstandes
für 1 Kelvin = 1°C Temperaturzunahme an.
"Temperature-Coefficient"
und wird kurz mit TC bezeichnet.

Wir unterscheiden:

PTC - Widerstände

Widerstände mit Positivem Temperaturbeiwert werden im erwärmten Zustand größer.

Widerstände mit positvem Temperaturbeiwert

Bei Metallen nimmt der Widerstand um 0,4% je 1 Grad Temperaturzunahme zu. Der Temperaturbeiwert beträgt demnach 0,004 1/K.

Für Metalle gilt: α = 0,004 1/K

NTC - Widerstände

Widerstände mit negativem Temperaturbeiwert werden im erwärmten Zustand kleiner.

Widerstände mit negativem Temperaturbeiwert

Der Warmwiderstand

Der Warmwiderstand RW ist die Größe des Widerstandes nach erfolgter Erwärmung.

RW ist entweder

  • größer (bei PTC - Widerständen) oder
  • aber kleiner (bei NTC - Widerständen)
als der Kaltwiderstand. Damit ändert sich im warmen Zustand auch die Stromaufnahme von Verbauchern entsprechend den Widerstandsänderungen.

Strom durch den Kaltwiderstand

Strom durch den Warmwiderstand