Temperaturkoefficienten

Temperaturkoeffizienten sind Größen, die beschreiben, wie eine physikalische Eigenschaft eines Materials oder Bauteils mit der Temperatur variiert. Sie geben die relative Änderung pro Temperatureinheit an und ermöglichen die Vorhersage des Verhaltens in temperaturbeeinflussten Anwendungen. Für viele Eigenschaften gilt eine lineare Näherung in einem begrenzten Temperaturbereich: P(T) ≈ P0 [1 + κ ΔT], wobei ΔT die Abweichung von der Referenztemperatur T0 ist und κ der Temperaturkoeffizient der Eigenschaft P ist. Der Koeffizient hat unterschiedliche Einheiten, abhängig von P. Bei Widerständen wird häufig der Widerstandstemperaturkoeffizient αR verwendet, αR = (1/R)(dR/dT) mit der Einheit 1/°C.

Beispiele: Der Widerstand metallischer Leiter steigt mit Temperatur, was typischerweise einen positiven TCR erzeugt. Halbleiter können einen negativen TCR zeigen, je nach Material und Temperaturbereich. Die Temperaturabhängigkeit der Kapazität wird als Temperaturkoeffizient der Kapazität (TCC) bezeichnet. Mechanische Abmessungen haben den Temperaturausdehnungskoeffizienten (α) mit der Einheit 1/°C.

Anwendungen finden sich in der Elektronik, Sensorik und Messtechnik: Präzisionswiderstände, temperaturkompensierte Schaltungen, Kalibrierung von Messgeräten und die Auslegung von Kondensatoren, deren TCC spezifiziert ist. Datenblätter geben typischerweise den TCR oder TCC in ppm/°C an.

Messung erfolgt unter definierter Referenztemperatur (häufig 20 oder 25°C) mit kontrollierter Umgebung. Die lineare Approximation gilt nur für geringe ΔT; bei größeren Abweichungen oder Alterung entstehen Nichtlinearitäten und Drift.