Come la temperatura influisce sulla resistenza elettrica

resistenza dipende dalla geometria di un conduttore e da ciò di cui è fatto il conduttore, ma dipende anche dalla temperatura (anche se spesso trascuriamo questo aspetto).

Per comprendere la dipendenza dalla temperatura, si consideri un semplice modello di resistenza. Gli elettroni che fluiscono attraverso un conduttore sono ostacolati da atomi e molecole. Più questi atomi e molecole rimbalzano, più è difficile per gli elettroni cavarsela. Pertanto, la resistenza generalmente aumenta con la temperatura.

Per piccole variazioni di temperatura, la resistività varia linearmente con la temperatura:

r = r _o (1 + a DT), dove a è il coefficiente di temperatura della resistività.

Spesso scriviamo questo in termini di resistenza: R = R _o (1 + a DT),

il che significa che stiamo assumendo che la lunghezza e l'area non cambino al variare della temperatura. Generalmente Il coefficiente di dilatazione lineare è molto inferiore al coefficiente di resistività della temperatura, motivo per cui possiamo cavarcela con questa ipotesi.

In alcuni materiali (come il silicio) il coefficiente di temperatura della resistività è negativo, il che significa che la resistenza diminuisce all'aumentare della temperatura. In tali materiali un aumento della temperatura può liberare più portatori di carica, che sarebbero associati ad un aumento della corrente.

Questo può essere sfruttato per realizzare un resistore con una resistenza quasi indipendente dalla temperatura. La resistenza è costituita da due resistenze poste in serie. Un resistore ha un coefficiente di temperatura positivo e l'altro ha un coefficiente di temperatura negativo. I valori di resistenza sono scelti in modo che quando la temperatura cambia, l'aumento della resistenza sperimentato da un resistore sia compensato dalla diminuzione della resistenza sperimentata dall'altro.