इसकी प्रतिरोधकता सबसे अधिक होती है। धातुओं की प्रतिरोधकता की गणना, विशेष रूप से तांबे में

धातुओं की प्रतिरोधकता उनके माध्यम से गुजरने वाले विद्युत प्रवाह का विरोध करने की उनकी क्षमता है। इस मान को मापने की इकाई ओम * मी (ओम-मीटर) है। ग्रीक अक्षर ρ (rho) का प्रयोग प्रतीक के रूप में किया जाता है। उच्च प्रतिरोधकता का अर्थ है किसी विशेष सामग्री द्वारा खराब विद्युत आवेश चालन।

स्टील निर्दिष्टीकरण

स्टील की प्रतिरोधकता पर विस्तार से विचार करने से पहले, आपको इसके बुनियादी भौतिक और यांत्रिक गुणों से परिचित होना चाहिए। अपने गुणों के कारण, इस सामग्री का व्यापक रूप से विनिर्माण क्षेत्र और लोगों के जीवन और गतिविधियों के अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

स्टील लोहे और कार्बन का मिश्र धातु है, जिसकी मात्रा 1.7% से अधिक नहीं है। कार्बन के अलावा, स्टील में एक निश्चित मात्रा में अशुद्धियाँ होती हैं - सिलिकॉन, मैंगनीज, सल्फर और फास्फोरस। अपने गुणों की दृष्टि से यह कच्चा लोहा से काफी बेहतर है, यह आसानी से कठोर, जाली, लुढ़का हुआ और अन्य प्रकार के प्रसंस्करण के लिए है। सभी प्रकार के स्टील्स में उच्च शक्ति और लचीलापन होता है।

अपने उद्देश्य के अनुसार, स्टील को संरचनात्मक, उपकरण और विशेष भौतिक गुणों में विभाजित किया गया है। उनमें से प्रत्येक में कार्बन की एक अलग मात्रा होती है, जिसके कारण सामग्री कुछ विशिष्ट गुण प्राप्त करती है, उदाहरण के लिए, गर्मी प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध, जंग और जंग का प्रतिरोध।

शीट प्रारूप में उत्पादित विद्युत स्टील्स द्वारा एक विशेष स्थान पर कब्जा कर लिया जाता है और विद्युत उत्पादों के निर्माण में उपयोग किया जाता है। इस सामग्री को प्राप्त करने के लिए, सिलिकॉन के साथ डोपिंग की जाती है, जिससे इसके चुंबकीय और विद्युत गुणों में सुधार हो सकता है।

विद्युत स्टील के लिए आवश्यक विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए, कुछ आवश्यकताओं और शर्तों को पूरा करना होगा। सामग्री को आसानी से चुम्बकित किया जाना चाहिए और फिर से चुम्बकित किया जाना चाहिए, अर्थात उच्च चुंबकीय पारगम्यता होनी चाहिए। इस तरह के स्टील्स में अच्छा होता है, और उनका चुंबकीयकरण उत्क्रमण न्यूनतम नुकसान के साथ किया जाता है।

चुंबकीय कोर और वाइंडिंग के आयाम और द्रव्यमान, साथ ही ट्रांसफार्मर की दक्षता और उनके ऑपरेटिंग तापमान, इन आवश्यकताओं के अनुपालन पर निर्भर करते हैं। शर्तों की पूर्ति स्टील की प्रतिरोधकता सहित कई कारकों से प्रभावित होती है।

प्रतिरोधकता और अन्य संकेतक

विद्युत प्रतिरोधकता मान धातु में विद्युत क्षेत्र की ताकत और उसमें बहने वाले वर्तमान घनत्व का अनुपात है। व्यावहारिक गणना के लिए, सूत्र का उपयोग किया जाता है: जिसमें ρ धातु की प्रतिरोधकता है (ओम * मी), इ- विद्युत क्षेत्र की ताकत (वी / एम), और जे- धातु में विद्युत प्रवाह का घनत्व (ए / एम 2)। बहुत अधिक विद्युत क्षेत्र की ताकत और कम वर्तमान घनत्व के साथ, धातु की प्रतिरोधकता अधिक होगी।

विद्युत चालकता नामक एक और मात्रा है, प्रतिरोधकता का व्युत्क्रम, एक विशेष सामग्री द्वारा विद्युत प्रवाह की चालकता की डिग्री को दर्शाता है। यह सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है और एसएम / एम - सीमेंस प्रति मीटर की इकाइयों में व्यक्त किया जाता है।

प्रतिरोधकता विद्युत प्रतिरोध से निकटता से संबंधित है। हालाँकि, उनमें आपस में मतभेद हैं। पहले मामले में, यह स्टील सहित सामग्री की एक संपत्ति है, और दूसरे मामले में, पूरी वस्तु की संपत्ति निर्धारित की जाती है। एक रोकनेवाला की गुणवत्ता कई कारकों के संयोजन से प्रभावित होती है, मुख्य रूप से उस सामग्री का आकार और प्रतिरोधकता जिससे इसे बनाया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि किसी तार को रोकनेवाला बनाने के लिए पतले और लंबे तार का उपयोग किया जाता है, तो उसका प्रतिरोध उसी धातु के मोटे और छोटे तार से बने प्रतिरोधक के प्रतिरोध से अधिक होगा।

एक अन्य उदाहरण समान व्यास और लंबाई के तार प्रतिरोधक हैं। हालांकि, यदि उनमें से एक में सामग्री में उच्च प्रतिरोधकता है, और दूसरे में कम है, तो, तदनुसार, पहले प्रतिरोधी में विद्युत प्रतिरोध दूसरे की तुलना में अधिक होगा।

सामग्री के मूल गुणों को जानने के बाद, आप स्टील कंडक्टर के प्रतिरोध मूल्य को निर्धारित करने के लिए स्टील की प्रतिरोधकता का उपयोग कर सकते हैं। गणना के लिए, विद्युत प्रतिरोधकता के अलावा, तार के व्यास और लंबाई की ही आवश्यकता होगी। गणना निम्न सूत्र के अनुसार की जाती है: , जिसमें आरहै (ओम), ρ - स्टील की प्रतिरोधकता (ओम * मी), ली- तार की लंबाई से मेल खाती है, लेकिन- इसके क्रॉस सेक्शन का क्षेत्रफल।

तापमान पर स्टील और अन्य धातुओं की प्रतिरोधकता की निर्भरता होती है। अधिकांश गणनाओं में, कमरे के तापमान का उपयोग किया जाता है - 20 0 सी। इस कारक के प्रभाव में सभी परिवर्तनों को तापमान गुणांक का उपयोग करके ध्यान में रखा जाता है।

जैसा कि हम ओम के नियम से जानते हैं, परिपथ खंड में धारा निम्नलिखित संबंध में है: मैं = यू/आर. कानून 19 वीं शताब्दी में जर्मन भौतिक विज्ञानी जॉर्ज ओम द्वारा प्रयोगों की एक श्रृंखला के परिणामस्वरूप प्राप्त किया गया था। उन्होंने एक पैटर्न देखा: सर्किट के किसी भी हिस्से में वर्तमान ताकत सीधे उस वोल्टेज पर निर्भर करती है जो इस खंड पर लागू होती है, और इसके विपरीत - इसके प्रतिरोध पर।

बाद में यह पाया गया कि खंड का प्रतिरोध इसकी ज्यामितीय विशेषताओं पर निम्नानुसार निर्भर करता है: आर = ρl / एस,

जहां एल कंडक्टर की लंबाई है, एस इसके क्रॉस सेक्शन का क्षेत्र है, और ρ आनुपातिकता का एक निश्चित गुणांक है।

इस प्रकार, प्रतिरोध कंडक्टर की ज्यामिति द्वारा निर्धारित किया जाता है, साथ ही प्रतिरोधकता के रूप में इस तरह के एक पैरामीटर (बाद में सी.एस. के रूप में संदर्भित) - यही वह गुणांक कहा जाता था। यदि आप एक ही क्रॉस सेक्शन और लंबाई वाले दो कंडक्टर लेते हैं और उन्हें बारी-बारी से एक सर्किट में डालते हैं, तो वर्तमान ताकत और प्रतिरोध को मापकर आप देख सकते हैं कि दो मामलों में ये संकेतक अलग होंगे। इस प्रकार, विशिष्ट विद्युतीय प्रतिरोध- यह उस सामग्री की विशेषता है जिससे कंडक्टर बनाया जाता है, और इससे भी अधिक सटीक होने के लिए, पदार्थ।

चालकता और प्रतिरोध

डब्ल्यू.एस. किसी पदार्थ की धारा के मार्ग को अवरुद्ध करने की क्षमता को इंगित करता है। लेकिन भौतिकी में एक व्युत्क्रम मूल्य भी है - चालकता। यह बिजली का संचालन करने की क्षमता को दर्शाता है। यह इस तरह दिख रहा है:

=1/ρ, जहां ρ पदार्थ की प्रतिरोधकता है।

अगर हम चालकता के बारे में बात करते हैं, तो यह इस पदार्थ में चार्ज वाहक की विशेषताओं से निर्धारित होता है। तो, धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं। बाहरी आवरण पर उनमें से तीन से अधिक नहीं हैं, और परमाणु के लिए उन्हें "दे" देना अधिक लाभदायक है, जो तब होता है जब रसायनिक प्रतिक्रियाआवर्त सारणी के दाईं ओर से पदार्थों के साथ। ऐसी स्थिति में जहां हमारे पास एक शुद्ध धातु होती है, इसकी एक क्रिस्टलीय संरचना होती है जिसमें ये बाहरी इलेक्ट्रॉन आम होते हैं। यदि धातु पर विद्युत क्षेत्र लगाया जाता है तो वे चार्ज करते हैं।

विलयनों में आवेश वाहक आयन होते हैं।

अगर हम सिलिकॉन जैसे पदार्थों के बारे में बात करते हैं, तो इसके गुणों से यह है सेमीकंडक्टरऔर थोड़े अलग तरीके से काम करता है, लेकिन उस पर और बाद में। इस बीच, आइए जानें कि पदार्थों के ऐसे वर्ग कैसे भिन्न होते हैं, जैसे:

1. कंडक्टर;
2. अर्धचालक;
3. डाइलेक्ट्रिक्स।

कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स

ऐसे पदार्थ हैं जो लगभग वर्तमान का संचालन नहीं करते हैं। उन्हें डाइलेक्ट्रिक्स कहा जाता है। ऐसे पदार्थ विद्युत क्षेत्र में ध्रुवीकरण करने में सक्षम होते हैं, अर्थात उनके अणु इस क्षेत्र में घूम सकते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वे उनमें कैसे वितरित हैं। इलेक्ट्रॉनों. लेकिन चूंकि ये इलेक्ट्रॉन मुक्त नहीं होते हैं, लेकिन परमाणुओं के बीच बंधन का काम करते हैं, इसलिए वे करंट का संचालन नहीं करते हैं।

डाइलेक्ट्रिक्स की चालकता लगभग शून्य है, हालांकि उनमें से कोई भी आदर्श नहीं है (यह बिल्कुल काले शरीर या आदर्श गैस के समान ही अमूर्त है)।

"कंडक्टर" की अवधारणा की सशर्त सीमा . है<10^-5 Ом, а нижний порог такового у диэлектрика - 10^8 Ом.

इन दो वर्गों के बीच अर्धचालक नामक पदार्थ होते हैं। लेकिन पदार्थों के एक अलग समूह में उनका चयन "चालकता - प्रतिरोध" रेखा में उनकी मध्यवर्ती स्थिति के साथ नहीं, बल्कि विभिन्न परिस्थितियों में इस चालकता की विशेषताओं के साथ जुड़ा हुआ है।

पर्यावरणीय कारकों पर निर्भरता

चालकता बिल्कुल स्थिर नहीं है। तालिकाओं में डेटा, जहां से गणना के लिए लिया जाता है, सामान्य पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए मौजूद है, यानी 20 डिग्री के तापमान के लिए। वास्तव में, सर्किट के संचालन के लिए ऐसी आदर्श स्थितियों को खोजना मुश्किल है; वास्तव में यू.एस. (और, इसलिए, चालकता) निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करती है:

1. तापमान;
2. दबाव;
3. चुंबकीय क्षेत्रों की उपस्थिति;
4. रोशनी;
5. एकत्रीकरण की स्थिति।

अलग-अलग परिस्थितियों में विभिन्न पदार्थों के इस पैरामीटर में परिवर्तन की अपनी अनुसूची होती है। इसलिए, जब धारा की दिशा चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा के साथ मेल खाती है, तो फेरोमैग्नेट (लोहा और निकल) इसे बढ़ाते हैं। तापमान के लिए, यहां निर्भरता लगभग रैखिक है (यहां तक ​​\u200b\u200bकि प्रतिरोध के तापमान गुणांक की अवधारणा भी है, और यह एक सारणीबद्ध मूल्य भी है)। लेकिन इस निर्भरता की दिशा अलग है: धातुओं के लिए, यह बढ़ते तापमान के साथ बढ़ता है, जबकि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों और इलेक्ट्रोलाइट समाधानों के लिए यह बढ़ता है - और यह एकत्रीकरण की एक ही स्थिति के भीतर है।

अर्धचालकों के लिए, तापमान पर निर्भरता रैखिक नहीं होती है, लेकिन अतिपरवलयिक और व्युत्क्रम होती है: जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, उनकी चालकता बढ़ जाती है। यह गुणात्मक रूप से कंडक्टरों को अर्धचालकों से अलग करता है। कंडक्टरों के तापमान पर ρ की निर्भरता इस तरह दिखती है:

यहां तांबा, प्लेटिनम और लोहे की प्रतिरोधकताएं हैं। कुछ धातुओं के लिए थोड़ा अलग ग्राफ, उदाहरण के लिए, पारा - जब तापमान 4 K तक गिर जाता है, तो यह इसे लगभग पूरी तरह से खो देता है (इस घटना को अतिचालकता कहा जाता है)।

और अर्धचालकों के लिए, यह निर्भरता कुछ इस प्रकार होगी:

तरल अवस्था में संक्रमण के दौरान, धातु का बढ़ जाता है, लेकिन फिर वे सभी अलग-अलग व्यवहार करते हैं। उदाहरण के लिए, पिघले हुए बिस्मथ में यह कमरे के तापमान से कम होता है, और तांबे में यह सामान्य से 10 गुना अधिक होता है। निकल 400 डिग्री पर लाइन चार्ट से बाहर निकलता है, जिसके बाद ρ गिरता है।

लेकिन टंगस्टन में, तापमान पर निर्भरता इतनी अधिक होती है कि इससे गरमागरम लैंप जल जाते हैं। चालू होने पर, करंट कॉइल को गर्म करता है, और इसका प्रतिरोध कई गुना बढ़ जाता है।

पर भी। साथ। मिश्र धातु उनके उत्पादन की तकनीक पर निर्भर करती है। इसलिए, यदि हम एक साधारण यांत्रिक मिश्रण के साथ काम कर रहे हैं, तो ऐसे पदार्थ के प्रतिरोध की गणना औसत के अनुसार की जा सकती है, लेकिन एक प्रतिस्थापन मिश्र धातु के लिए (यह तब होता है जब दो या दो से अधिक तत्व एक क्रिस्टल जाली में संयुक्त होते हैं) यह होगा अलग, एक नियम के रूप में, बहुत बड़ा। उदाहरण के लिए, नाइक्रोम, जिसमें से इलेक्ट्रिक स्टोव के लिए सर्पिल बनाए जाते हैं, में इस पैरामीटर के लिए ऐसा आंकड़ा होता है कि यह कंडक्टर, जब सर्किट से जुड़ा होता है, तो लाली तक गर्म हो जाता है (यही कारण है कि, वास्तव में, इसका उपयोग किया जाता है)।

यहाँ कार्बन स्टील्स की विशेषता है:

जैसा कि देखा जा सकता है, पिघलने के तापमान के करीब पहुंचने पर यह स्थिर हो जाता है।

विभिन्न कंडक्टरों की प्रतिरोधकता

जैसा कि हो सकता है, सामान्य परिस्थितियों में गणना में का उपयोग किया जाता है। यहाँ एक तालिका है जिसके द्वारा आप विभिन्न धातुओं के लिए इस विशेषता की तुलना कर सकते हैं:

जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, सबसे अच्छा कंडक्टर चांदी है। और केवल इसकी लागत केबल उत्पादन में इसके बड़े पैमाने पर उपयोग को रोकती है। डब्ल्यू.एस. एल्युमीनियम भी छोटा है, लेकिन सोने से कम है। तालिका से यह स्पष्ट हो जाता है कि घरों में वायरिंग तांबे या एल्यूमीनियम की क्यों होती है।

तालिका में निकल शामिल नहीं है, जैसा कि हमने पहले ही कहा है, थोड़ा असामान्य y वक्र है। साथ। तापमान से। तापमान को 400 डिग्री तक बढ़ाने के बाद निकल का विशिष्ट प्रतिरोध बढ़ना शुरू नहीं होता है, बल्कि गिरना शुरू हो जाता है। यह अन्य प्रतिस्थापन मिश्र धातुओं में भी दिलचस्प व्यवहार करता है। तांबे और निकल की मिश्र धातु दोनों के प्रतिशत के आधार पर इस प्रकार व्यवहार करती है:

और यह दिलचस्प ग्राफ जिंक-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के प्रतिरोध को दर्शाता है:

रिओस्टेट के निर्माण के लिए उच्च-प्रतिरोध मिश्र धातुओं का उपयोग सामग्री के रूप में किया जाता है, यहाँ उनकी विशेषताएं हैं:

ये लोहा, एल्यूमीनियम, क्रोमियम, मैंगनीज, निकल से युक्त जटिल मिश्र धातु हैं।

कार्बन स्टील्स के लिए, यह लगभग 1.7 * 10 ^ -7 ओम मीटर है।

यू के बीच का अंतर। साथ। विभिन्न कंडक्टर उनके आवेदन को निर्धारित करते हैं। इस प्रकार, तांबे और एल्यूमीनियम का व्यापक रूप से केबल के उत्पादन में उपयोग किया जाता है, और सोने और चांदी का उपयोग कई रेडियो इंजीनियरिंग उत्पादों में संपर्क के रूप में किया जाता है। उच्च प्रतिरोध वाले कंडक्टरों ने विद्युत उपकरण निर्माताओं के बीच अपना स्थान पाया है (अधिक सटीक रूप से, वे इसके लिए बनाए गए थे)।

पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर इस पैरामीटर की परिवर्तनशीलता ने चुंबकीय क्षेत्र सेंसर, थर्मिस्टर्स, स्ट्रेन गेज और फोटोरेसिस्टर्स जैसे उपकरणों का आधार बनाया।

14.04.2018

विद्युत प्रतिष्ठानों में प्रवाहकीय भागों के रूप में, तांबे, एल्यूमीनियम, उनके मिश्र धातुओं और लोहे (स्टील) से बने कंडक्टर का उपयोग किया जाता है।

कॉपर सबसे अच्छी प्रवाहकीय सामग्री में से एक है। 20 डिग्री सेल्सियस पर तांबे का घनत्व 8.95 ग्राम / सेमी 3 है, पिघलने बिंदु 1083 डिग्री सेल्सियस है। कॉपर रासायनिक रूप से थोड़ा सक्रिय है, लेकिन आसानी से नाइट्रिक एसिड में घुल जाता है, और ऑक्सीकरण की उपस्थिति में ही पतला हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड में घुल जाता है। एजेंट (ऑक्सीजन)। हवा में, तांबा जल्दी से गहरे रंग के ऑक्साइड की एक पतली परत के साथ कवर किया जाता है, लेकिन यह ऑक्सीकरण धातु में गहराई से प्रवेश नहीं करता है और आगे जंग के खिलाफ सुरक्षा के रूप में कार्य करता है। कॉपर खुद को बिना गर्म किए फोर्जिंग और रोलिंग के लिए अच्छी तरह से उधार देता है।

निर्माण के लिए प्रयुक्त इलेक्ट्रोलाइटिक तांबा 99.93% शुद्ध तांबे वाले सिल्लियों में।

तांबे की विद्युत चालकता अशुद्धियों की मात्रा और प्रकार पर और कुछ हद तक यांत्रिक और तापीय प्रसंस्करण पर निर्भर करती है। 20 डिग्री सेल्सियस पर 0.0172-0.018 ओम x मिमी2 / मी है।

कंडक्टरों के निर्माण के लिए, नरम, अर्ध-कठोर या कठोर तांबे का उपयोग क्रमशः 8.9, 8.95 और 8.96 ग्राम / सेमी 3 के विशिष्ट गुरुत्व के साथ किया जाता है।

वर्तमान ले जाने वाले भागों के कुछ हिस्सों के निर्माण के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातुओं में तांबा. सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली मिश्र धातुएँ हैं:

पीतल तांबे और जस्ता का एक मिश्र धातु है, जिसमें मिश्र धातु में अन्य धातुओं के साथ कम से कम 50% तांबा होता है। पीतल 0.031 - 0.079 ओम x मिमी2/मी. 72% से अधिक तांबे की सामग्री के साथ पीतल - टोमपैक हैं (इसमें उच्च लचीलापन, जंग-रोधी और घर्षण-विरोधी गुण हैं) और एल्यूमीनियम, टिन, सीसा या मैंगनीज के अतिरिक्त के साथ विशेष पीतल।

पीतल संपर्क

कांस्य विभिन्न धातुओं के एक योजक के साथ तांबे और टिन का मिश्र धातु है। मिश्र धातु में मुख्य घटक की सामग्री के आधार पर, कांस्य को टिन, एल्यूमीनियम, सिलिकॉन, फॉस्फोरस और कैडमियम कहा जाता है। कांस्य की प्रतिरोधकता 0.021 - 0.052 ओम x मिमी 2 / मी।

पीतल और कांस्य में अच्छे यांत्रिक और भौतिक-रासायनिक गुण होते हैं। वायुमंडलीय जंग के प्रतिरोधी, कास्टिंग और दबाव द्वारा उन्हें संसाधित करना आसान है।

एल्युमिनियम - अपने गुणों से तांबे के बाद दूसरी प्रवाहकीय सामग्री।गलनांक 659.8 डिग्री सेल्सियस। 20 डिग्री - 2.7 ग्राम / सेमी 3 के तापमान पर एल्यूमीनियम का घनत्व। एल्युमीनियम कास्ट करना आसान है और अच्छी तरह से मशीनीकृत है। 100 - 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, एल्यूमीनियम जाली और नमनीय होता है (इसे 0.01 मिमी मोटी तक की चादरों में लुढ़काया जा सकता है)।

एल्यूमीनियम की विद्युत चालकता अशुद्धियों पर अत्यधिक और यांत्रिक और गर्मी उपचार पर बहुत कम निर्भर है। एल्यूमीनियम की संरचना जितनी शुद्ध होगी, इसकी विद्युत चालकता उतनी ही अधिक होगी और रासायनिक हमले के लिए बेहतर प्रतिरोध होगा। मशीनिंग, रोलिंग और एनीलिंग एल्यूमीनियम की यांत्रिक शक्ति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। कोल्ड वर्किंग एल्युमीनियम इसकी कठोरता, लोच और तन्य शक्ति को बढ़ाता है। एल्यूमीनियम की प्रतिरोधकता 20 ° 0.026 - 0.029 ओम x मिमी 2 / मी पर।

तांबे को एल्यूमीनियम से बदलते समय, चालकता के संदर्भ में कंडक्टर के क्रॉस सेक्शन को बढ़ाया जाना चाहिए, अर्थात 1.63 गुना।

समान चालकता के साथ, एक एल्यूमीनियम कंडक्टर तांबे के कंडक्टर की तुलना में 2 गुना हल्का होगा।

कंडक्टरों के निर्माण के लिए, एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है, जिसमें कम से कम 98% शुद्ध एल्यूमीनियम होता है, सिलिकॉन 0.3% से अधिक नहीं, लोहा 0.2% से अधिक नहीं होता है

धारावाही पुर्जों के पुर्जों के निर्माण के लिए, उपयोग करें अन्य धातुओं के साथ एल्यूमीनियम मिश्र धातु, उदाहरण के लिए: Duralumin - तांबा और मैंगनीज के साथ एल्यूमीनियम का एक मिश्र धातु।

सिलुमिन सिलिकॉन, मैग्नीशियम, मैंगनीज के मिश्रण के साथ एक हल्का कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातु है।

एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में अच्छे कास्टिंग गुण और उच्च यांत्रिक शक्ति होती है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले निम्नलिखित हैं: एल्यूमीनियम मिश्र धातु:

गढ़ा एल्यूमीनियम मिश्र धातु ग्रेड एडी, जिसमें एल्यूमीनियम 98.8 से कम नहीं है और अन्य अशुद्धियां 1.2 तक हैं।

गढ़ा एल्यूमीनियम मिश्र धातु ब्रांड AD1, जिसमें एल्यूमीनियम 99.3 से कम नहीं है और 0.7 तक अन्य अशुद्धियाँ हैं।

गढ़ा एल्यूमीनियम मिश्र धातु ब्रांड AD31, जिसमें एल्यूमीनियम 97.35 - 98.15 और अन्य अशुद्धियाँ 1.85 -2.65 हैं।

AD और AD1 ग्रेड के मिश्र धातु का उपयोग हार्डवेयर क्लैंप के मामलों और मरने के निर्माण के लिए किया जाता है। विद्युत कंडक्टरों के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रोफाइल और टायर AD31 ग्रेड मिश्र धातु से बने होते हैं।

गर्मी उपचार के परिणामस्वरूप एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से बने उत्पाद उच्च तन्यता ताकत और उपज (रेंगना) प्राप्त करते हैं।

लोहा - गलनांक 1539°C. लोहे का घनत्व 7.87 है। आयरन एसिड में घुल जाता है, हैलोजन और ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण करता है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, विभिन्न ग्रेड के स्टील्स का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए:

कार्बन स्टील्स कार्बन और अन्य धातुकर्म अशुद्धियों के साथ लोहे के निंदनीय मिश्र धातु हैं।

कार्बन स्टील्स का विशिष्ट प्रतिरोध 0.103 - 0.204 ओम x मिमी 2 / मी है।

मिश्र धातु स्टील्स क्रोमियम, निकल और कार्बन स्टील में जोड़े गए अन्य तत्वों के साथ मिश्र धातु हैं।

स्टील अच्छे हैं।

मिश्र धातुओं में योजक के रूप में, साथ ही साथ सोल्डर के निर्माण और प्रवाहकीय धातुओं के कार्यान्वयन के लिए, निम्नलिखित का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

कैडमियम एक निंदनीय धातु है। कैडमियम का गलनांक 321°C होता है। प्रतिरोधकता 0.1 ओम x मिमी 2 / मी। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, कैडमियम का उपयोग कम पिघलने वाले सोल्डर की तैयारी के लिए और धातु की सतहों पर सुरक्षात्मक कोटिंग्स (कैडमियम) के लिए किया जाता है। इसके एंटीकोर्सियन गुणों के संदर्भ में, कैडमियम जिंक के करीब है, लेकिन कैडमियम कोटिंग्स कम झरझरा होती हैं और जिंक की तुलना में पतली परत में लगाई जाती हैं।

निकल - गलनांक 1455°C. निकल का विशिष्ट प्रतिरोध 0.068 - 0.072 ओम x मिमी 2 / मी है। सामान्य तापमान पर, यह वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत नहीं होता है। निकल का उपयोग मिश्र धातुओं में और धातु की सतहों के सुरक्षात्मक कोटिंग (निकल चढ़ाना) के लिए किया जाता है।

टिन - गलनांक 231.9 ° C। टिन का विशिष्ट प्रतिरोध 0.124 - 0.116 ओम x मिमी 2 / मी है। टिन का उपयोग धातुओं के एक सुरक्षात्मक कोटिंग (टिनिंग) को उसके शुद्ध रूप में और अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातु के रूप में टांका लगाने के लिए किया जाता है।

लेड - गलनांक 327.4°C। प्रतिरोधकता 0.217 - 0.227 ओम x मिमी 2 / मी। एसिड प्रतिरोधी सामग्री के रूप में अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातुओं में लेड का उपयोग किया जाता है। इसे टांका लगाने वाली मिश्र धातुओं (सोल्डर्स) में जोड़ा जाता है।

चांदी एक बहुत ही निंदनीय, निंदनीय धातु है। चांदी का गलनांक 960.5°C होता है। चांदी गर्मी और विद्युत प्रवाह का सबसे अच्छा संवाहक है।चांदी का विशिष्ट प्रतिरोध 0.015 - 0.016 ओम x मिमी 2 / मी है। चांदी का उपयोग धातु की सतहों के सुरक्षात्मक कोटिंग (चांदी) के लिए किया जाता है।

सुरमा एक चमकदार भंगुर धातु है, जिसका गलनांक 631°C होता है। सुरमा का उपयोग सोल्डरिंग मिश्र (सोल्डर) में योजक के रूप में किया जाता है।

क्रोम एक कठोर, चमकदार धातु है। गलनांक 1830°C. यह सामान्य तापमान पर हवा में नहीं बदलता है। क्रोमियम का विशिष्ट प्रतिरोध 0.026 ओम x मिमी 2 / मी है। क्रोमियम का उपयोग मिश्र धातुओं में और धातु की सतहों के सुरक्षात्मक कोटिंग (क्रोम चढ़ाना) के लिए किया जाता है।

जिंक - गलनांक 419.4°C। जिंक की प्रतिरोधकता 0.053 - 0.062 ओम x मिमी 2 / मी। नम हवा में, जस्ता ऑक्सीकरण करता है, एक ऑक्साइड परत से ढका होता है, जो बाद के रासायनिक हमले के खिलाफ सुरक्षात्मक है। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, जस्ता का उपयोग मिश्र धातुओं और सोल्डरों में एक योजक के रूप में किया जाता है, साथ ही धातु भागों की सतहों के सुरक्षात्मक कोटिंग (गैल्वनाइजिंग) के लिए भी किया जाता है।

जैसे ही बिजली ने वैज्ञानिकों की प्रयोगशालाओं को छोड़ दिया और व्यापक रूप से रोजमर्रा की जिंदगी के अभ्यास में पेश किया जाने लगा, सवाल उन सामग्रियों को खोजने के लिए उठे, जिनमें उनके माध्यम से विद्युत प्रवाह के प्रवाह के संबंध में निश्चित, कभी-कभी पूरी तरह विपरीत विशेषताएं होती हैं।

उदाहरण के लिए, लंबी दूरी पर विद्युत ऊर्जा संचारित करते समय, कम वजन विशेषताओं के संयोजन में जूल हीटिंग के कारण होने वाले नुकसान को कम करने के लिए तारों की सामग्री पर आवश्यकताओं को लगाया गया था। इसका एक उदाहरण स्टील कोर के साथ एल्यूमीनियम तारों से बनी परिचित हाई-वोल्टेज बिजली लाइनें हैं।

या, इसके विपरीत, कॉम्पैक्ट ट्यूबलर इलेक्ट्रिक हीटर बनाने के लिए, अपेक्षाकृत उच्च विद्युत प्रतिरोध और उच्च तापीय स्थिरता वाली सामग्री की आवश्यकता होती है। एक उपकरण का सबसे सरल उदाहरण जो समान गुणों वाली सामग्री का उपयोग करता है वह एक साधारण रसोई इलेक्ट्रिक स्टोव का बर्नर है।

जीव विज्ञान और चिकित्सा में इलेक्ट्रोड, जांच और जांच के रूप में उपयोग किए जाने वाले कंडक्टरों से, उच्च रासायनिक प्रतिरोध और बायोमैटिरियल्स के साथ संगतता, कम संपर्क प्रतिरोध के साथ संयुक्त की आवश्यकता होती है।

विभिन्न देशों के आविष्कारकों की एक पूरी आकाशगंगा: इंग्लैंड, रूस, जर्मनी, हंगरी और संयुक्त राज्य अमेरिका ने इस तरह के एक उपकरण के विकास में अपना प्रयास किया, जो अब सभी के लिए एक गरमागरम दीपक के रूप में परिचित है। थॉमस एडिसन ने फिलामेंट्स की भूमिका के लिए उपयुक्त सामग्रियों के गुणों का परीक्षण करने के लिए एक हजार से अधिक प्रयोग किए, एक प्लैटिनम सर्पिल के साथ एक दीपक बनाया। एडिसन लैंप, हालांकि उनके पास एक लंबी सेवा जीवन था, स्रोत सामग्री की उच्च लागत के कारण व्यावहारिक नहीं थे।

रूसी आविष्कारक लॉडगिन के बाद के काम, जिन्होंने अपेक्षाकृत सस्ते दुर्दम्य टंगस्टन और मोलिब्डेनम का उपयोग थ्रेड सामग्री के रूप में उच्च प्रतिरोधकता के साथ करने का प्रस्ताव रखा, व्यावहारिक अनुप्रयोग पाया। इसके अलावा, लॉडगिन ने गरमागरम बल्बों से हवा को पंप करने का प्रस्ताव रखा, इसे निष्क्रिय या महान गैसों से बदल दिया, जिससे आधुनिक गरमागरम लैंप का निर्माण हुआ। सस्ती और टिकाऊ बिजली के लैंप के बड़े पैमाने पर उत्पादन के अग्रणी जनरल इलेक्ट्रिक थे, जिसे लॉडगिन ने अपने पेटेंट के अधिकार सौंपे और फिर कंपनी की प्रयोगशालाओं में लंबे समय तक सफलतापूर्वक काम किया।

इस सूची को जारी रखा जा सकता है, क्योंकि जिज्ञासु मानव मन इतना आविष्कारशील है कि कभी-कभी, एक निश्चित तकनीकी समस्या को हल करने के लिए, उसे अब तक अज्ञात गुणों वाली सामग्री या इन गुणों के अविश्वसनीय संयोजनों की आवश्यकता होती है। प्रकृति अब हमारी भूख के साथ नहीं रहती है, और दुनिया भर के वैज्ञानिक ऐसी सामग्री बनाने की दौड़ में शामिल हो गए हैं जिनका कोई प्राकृतिक एनालॉग नहीं है।

यह एक सुरक्षात्मक अर्थिंग डिवाइस के लिए एक विद्युत बाड़े या आवास का जानबूझकर कनेक्शन है। आमतौर पर, ग्राउंडिंग स्टील या तांबे की स्ट्रिप्स, पाइप, छड़ या जमीन में दबे हुए कोणों के रूप में 2.5 मीटर से अधिक की गहराई तक की जाती है, जो दुर्घटना की स्थिति में सर्किट के साथ करंट का प्रवाह सुनिश्चित करती है। डिवाइस - केस या केसिंग - अर्थ - एसी सोर्स का न्यूट्रल वायर। इस सर्किट का प्रतिरोध 4 ओम से अधिक नहीं होना चाहिए। इस मामले में, आपातकालीन उपकरण के मामले पर वोल्टेज उन मूल्यों तक कम हो जाता है जो मनुष्यों के लिए सुरक्षित होते हैं, और विद्युत सर्किट की सुरक्षा के लिए स्वचालित उपकरण एक तरह से या किसी अन्य आपातकालीन उपकरण को बंद कर देते हैं।

सुरक्षात्मक ग्राउंडिंग के तत्वों की गणना करते समय, मिट्टी की प्रतिरोधकता का ज्ञान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हो सकता है।

संदर्भ तालिकाओं के डेटा के अनुसार, ग्राउंडिंग डिवाइस के क्षेत्र का चयन किया जाता है, ग्राउंडिंग तत्वों की संख्या और पूरे डिवाइस के वास्तविक डिज़ाइन की गणना की जाती है। सुरक्षात्मक अर्थिंग डिवाइस के संरचनात्मक तत्वों का कनेक्शन वेल्डिंग द्वारा किया जाता है।

इलेक्ट्रोटोमोग्राफी

विद्युत अन्वेषण निकट-सतह के भूवैज्ञानिक वातावरण का अध्ययन करता है, जिसका उपयोग विभिन्न कृत्रिम विद्युत और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के अध्ययन के आधार पर अयस्क और गैर-धातु खनिजों और अन्य वस्तुओं की खोज के लिए किया जाता है। विद्युत अन्वेषण का एक विशेष मामला विद्युत प्रतिरोधकता टोमोग्राफी है - चट्टानों के गुणों को उनकी प्रतिरोधकता द्वारा निर्धारित करने की एक विधि।

विधि का सार यह है कि विद्युत क्षेत्र स्रोत की एक निश्चित स्थिति में, विभिन्न जांचों पर वोल्टेज माप लिया जाता है, फिर क्षेत्र स्रोत को दूसरे स्थान पर ले जाया जाता है या किसी अन्य स्रोत पर स्विच किया जाता है और माप दोहराया जाता है। फील्ड स्रोत और फील्ड रिसीवर जांच सतह पर और कुओं में रखे जाते हैं।

फिर प्राप्त डेटा को आधुनिक कंप्यूटर प्रसंस्करण विधियों का उपयोग करके संसाधित और व्याख्या किया जाता है जो दो-आयामी और त्रि-आयामी छवियों के रूप में जानकारी को देखने की अनुमति देता है।

एक बहुत ही सटीक खोज पद्धति होने के कारण, इलेक्ट्रोटोमोग्राफी भूवैज्ञानिकों, पुरातत्वविदों और जीवाश्म विज्ञानियों को अमूल्य सहायता प्रदान करती है।

खनिज जमा की घटना के रूप और उनके वितरण की सीमाओं (रूपरेखा) को निर्धारित करने से खनिजों के शिरा जमा की घटना की पहचान करना संभव हो जाता है, जो उनके बाद के विकास की लागत को काफी कम कर देता है।

पुरातत्वविदों के लिए, यह खोज विधि प्राचीन दफन के स्थान और उनमें कलाकृतियों की उपस्थिति के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करती है, जिससे उत्खनन लागत कम हो जाती है।

पेलियोजूलोगिस्ट प्राचीन जानवरों के जीवाश्म अवशेषों को देखने के लिए इलेक्ट्रोटोमोग्राफी का उपयोग करते हैं; उनके काम के परिणाम प्रागैतिहासिक मेगाफौना के कंकालों के अद्भुत पुनर्निर्माण के रूप में प्राकृतिक विज्ञान संग्रहालयों में देखे जा सकते हैं।

इसके अलावा, विद्युत टोमोग्राफी का उपयोग इंजीनियरिंग संरचनाओं के निर्माण और बाद के संचालन में किया जाता है: ऊंची इमारतों, बांधों, बांधों, तटबंधों और अन्य।

व्यवहार में प्रतिरोधकता परिभाषाएँ

कभी-कभी, व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए, हमें किसी पदार्थ की संरचना का निर्धारण करने के कार्य का सामना करना पड़ सकता है, उदाहरण के लिए, पॉलीस्टाइन फोम कटर के लिए एक तार। हमारे पास अज्ञात विभिन्न सामग्रियों से उपयुक्त व्यास के तार के दो कॉइल हैं। समस्या को हल करने के लिए, उनकी विद्युत प्रतिरोधकता का पता लगाना आवश्यक है और फिर पाए गए मूल्यों के बीच अंतर का उपयोग करके या संदर्भ तालिका का उपयोग करके तार की सामग्री का निर्धारण करना आवश्यक है।

हम एक टेप माप के साथ मापते हैं और प्रत्येक नमूने से 2 मीटर तार काट देते हैं। आइए एक माइक्रोमीटर के साथ तार व्यास d₁ और d₂ निर्धारित करें। मल्टीमीटर को प्रतिरोध माप की निचली सीमा पर चालू करते हुए, हम नमूना R₁ के प्रतिरोध को मापते हैं। हम दूसरे नमूने के लिए प्रक्रिया दोहराते हैं और इसके प्रतिरोध R₂ को भी मापते हैं।

हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि तारों के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

एस \u003d डी 2 / 4

अब विद्युत प्रतिरोधकता की गणना का सूत्र इस तरह दिखेगा:

= आर ∙ π ∙ घ 2 /4 ∙ एल

ऊपर दिए गए लेख में दिए गए प्रतिरोधकता की गणना के सूत्र में L, d₁ और R₁ के प्राप्त मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम पहले नमूने के लिए के मान की गणना करते हैं।

1 \u003d 0.12 ओम मिमी 2 / वर्ग मीटर

L, d₂ और R₂ के प्राप्त मानों को सूत्र में प्रतिस्थापित करते हुए, हम दूसरे नमूने के लिए के मान की गणना करते हैं।

2 \u003d 1.2 ओम मिमी 2 / वर्ग मीटर

उपरोक्त तालिका 2 के संदर्भ डेटा के साथ ρ₁ और के मूल्यों की तुलना करने से, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि पहले नमूने की सामग्री स्टील है, और दूसरा नमूना निक्रोम है, जिससे हम कटर स्ट्रिंग बनाएंगे।

किसी धातु की किसी आवेशित धारा को अपने आप में प्रवाहित करने की क्षमता कहलाती है। बदले में, प्रतिरोध सामग्री की विशेषताओं में से एक है। किसी दिए गए वोल्टेज पर विद्युत प्रतिरोध जितना अधिक होगा, वह उतना ही छोटा होगा। यह कंडक्टर के प्रतिरोध बल को उसके साथ निर्देशित आवेशित इलेक्ट्रॉनों की गति के लिए दर्शाता है। चूँकि विद्युत का संचरण गुण प्रतिरोध का व्युत्क्रम है, इसका अर्थ है कि इसे 1 / R के अनुपात के रूप में सूत्रों के रूप में व्यक्त किया जाएगा।

प्रतिरोधकता हमेशा उपकरणों के निर्माण में प्रयुक्त सामग्री की गुणवत्ता पर निर्भर करती है। यह एक कंडक्टर के मापदंडों के आधार पर 1 मीटर की लंबाई और 1 वर्ग मिलीमीटर के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के आधार पर मापा जाता है। उदाहरण के लिए, तांबे के लिए विशिष्ट प्रतिरोध का गुण हमेशा 0.0175 ओम होता है, एल्यूमीनियम के लिए - 0.029, लोहा - 0.135, स्थिरांक - 0.48, निक्रोम - 1-1.1। स्टील का विशिष्ट प्रतिरोध संख्या 2 * 10-7 ओम के बराबर है

करंट का प्रतिरोध उस कंडक्टर की लंबाई के सीधे आनुपातिक होता है जिसके साथ वह चलता है। डिवाइस जितना लंबा होगा, प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा। इस निर्भरता को सीखना आसान होगा यदि आप एक दूसरे के साथ संचार करने वाले जहाजों के दो काल्पनिक जोड़े की कल्पना करते हैं। कनेक्टिंग ट्यूब को एक जोड़ी डिवाइस के लिए पतला और दूसरे के लिए मोटा रहने दें। जब दोनों जोड़े पानी से भर जाते हैं, तो तरल का मोटी ट्यूब में संक्रमण बहुत तेज हो जाएगा, क्योंकि इसमें पानी के प्रवाह का प्रतिरोध कम होगा। इस सादृश्य से, उसके लिए पतले कंडक्टर की तुलना में मोटे कंडक्टर से गुजरना आसान होता है।

एसआई इकाई के रूप में प्रतिरोधकता को ओम में मापा जाता है। चालकता आवेशित कणों के माध्य मुक्त पथ पर निर्भर करती है, जो सामग्री की संरचना की विशेषता है। अशुद्धियों के बिना धातु, जिसमें सबसे सही है, का सबसे कम प्रतिकार मूल्य है। इसके विपरीत, अशुद्धियाँ जाली को विकृत कर देती हैं, जिससे उसका प्रदर्शन बढ़ जाता है। धातुओं की प्रतिरोधकता सामान्य तापमान पर मूल्यों की एक संकीर्ण सीमा में स्थित होती है: चांदी से 0.016 से 10 μOhm.m (एल्यूमीनियम के साथ लोहा और क्रोमियम मिश्र धातु)।

आवेश की गति की विशेषताओं पर

कंडक्टर में इलेक्ट्रॉन तापमान से प्रभावित होते हैं, क्योंकि जैसे-जैसे यह बढ़ता है, मौजूदा आयनों और परमाणुओं के तरंग दोलनों का आयाम बढ़ता है। नतीजतन, क्रिस्टल जाली में सामान्य गति के लिए इलेक्ट्रॉनों के पास कम खाली स्थान होता है। और इसका मतलब है कि व्यवस्थित आंदोलन में बाधा बढ़ रही है। किसी भी चालक की प्रतिरोधकता, हमेशा की तरह, बढ़ते तापमान के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है। और अर्धचालकों के लिए, इसके विपरीत, बढ़ती डिग्री के साथ कमी की विशेषता है, क्योंकि इस वजह से, कई चार्ज जारी किए जाते हैं जो सीधे विद्युत प्रवाह बनाते हैं।

कुछ धातु कंडक्टरों को वांछित तापमान पर ठंडा करने की प्रक्रिया, उनकी प्रतिरोधकता को अचानक स्थिति में लाती है और शून्य हो जाती है। इस घटना की खोज 1911 में हुई और इसे अतिचालकता कहा गया।

• कॉन्स्टेंटन (58.8 Cu, 40 Ni, 1.2 Mn)
• मैंगनीन (85 Cu, 12 Mn, 3 Ni)
• निकल चांदी (65 Cu, 20 Zn, 15 Ni)
• निकलिन (54 Cu, 20 Zn, 26 Ni)
• निक्रोम (67.5 Ni, 15 करोड़, 16 Fe, 1.5 Mn)
• रियोनेट (84Cu, 12Mn, 4 Zn)
• Fechral (80 Fe, 14 करोड़, 6 Al)

नाइक्रोम की प्रतिरोधकता

प्रत्येक पिंड जिसके माध्यम से एक विद्युत प्रवाह स्वचालित रूप से पारित होता है, उसे एक निश्चित प्रतिरोध प्रदान करता है। विद्युत धारा का प्रतिरोध करने के लिए एक कंडक्टर की संपत्ति को विद्युत प्रतिरोध कहा जाता है।

इस घटना के इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत पर विचार करें। एक चालक के साथ चलते समय, मुक्त इलेक्ट्रॉन अपने रास्ते में लगातार अन्य इलेक्ट्रॉनों और परमाणुओं से मिलते हैं। उनके साथ बातचीत करते हुए, एक मुक्त इलेक्ट्रॉन अपने चार्ज का कुछ हिस्सा खो देता है। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनों को कंडक्टर सामग्री से प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है। प्रत्येक पिंड की अपनी परमाणु संरचना होती है, जो विद्युत प्रवाह को अलग-अलग प्रतिरोध प्रदान करती है। प्रतिरोध की इकाई ओम है। सामग्री का प्रतिरोध इंगित किया गया है - आर या आर।

कंडक्टर का प्रतिरोध जितना कम होगा, विद्युत प्रवाह के लिए इस शरीर से गुजरना उतना ही आसान होगा। और इसके विपरीत: प्रतिरोध जितना अधिक होता है, शरीर उतना ही खराब विद्युत प्रवाह करता है।

प्रत्येक व्यक्तिगत कंडक्टर का प्रतिरोध उस सामग्री के गुणों पर निर्भर करता है जिससे इसे बनाया जाता है। किसी सामग्री के विद्युत प्रतिरोध को सटीक रूप से चिह्नित करने के लिए, अवधारणा पेश की गई थी - विशिष्ट प्रतिरोध (निक्रोम, एल्यूमीनियम, आदि)। विशिष्ट प्रतिरोध को 1 मीटर तक लंबे कंडक्टर का प्रतिरोध माना जाता है, जिसका क्रॉस सेक्शन 1 वर्ग मीटर है। मिमी यह सूचक पत्र पी द्वारा दर्शाया गया है। कंडक्टर के निर्माण में प्रयुक्त प्रत्येक सामग्री की अपनी प्रतिरोधकता होती है। उदाहरण के लिए, नाइक्रोम और फेक्रल (3 मिमी से अधिक) की प्रतिरोधकता पर विचार करें:

• Х15Н60 - 1.13 ओम * मिमी / मी
• Kh23Yu5T - 1.39 ओम * मिमी / मी
• Х20Н80 - 1.12 ओम * मिमी / मी
• XN70YU - 1.30 ओम * मिमी / मी
• XN20YUS - 1.02 ओम * मिमी / मी

नाइक्रोम, फेक्रल का विशिष्ट प्रतिरोध उनके आवेदन के मुख्य दायरे को इंगित करता है: थर्मल उपकरणों, घरेलू उपकरणों और औद्योगिक भट्टियों के विद्युत ताप तत्वों का निर्माण।

चूंकि नाइक्रोम और फेक्रल मुख्य रूप से हीटिंग तत्वों के उत्पादन में उपयोग किए जाते हैं, सबसे आम उत्पाद नाइक्रोम थ्रेड, टेप, Kh15N60 और Kh20N80 स्ट्रिप, साथ ही साथ Kh23Yu5T फेक्रल वायर हैं।

तांबे का प्रतिरोध तापमान के साथ बदलता है, लेकिन पहले हमें यह तय करने की आवश्यकता है कि क्या हम कंडक्टरों की विद्युत प्रतिरोधकता (ओमिक प्रतिरोध) की बात कर रहे हैं, जो कि प्रत्यक्ष धारा का उपयोग करके ईथरनेट पर बिजली के लिए महत्वपूर्ण है, या क्या हम संकेतों के बारे में बात कर रहे हैं डेटा नेटवर्क, और फिर हम एक मुड़ जोड़ी माध्यम में विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रसार के दौरान सम्मिलन हानि और तापमान पर क्षीणन की निर्भरता (और आवृत्ति, जो कम महत्वपूर्ण नहीं है) के बारे में बात कर रहे हैं।

तांबे की प्रतिरोधकता

अंतर्राष्ट्रीय एसआई प्रणाली में, कंडक्टरों की प्रतिरोधकता को ओम में मापा जाता है। आईटी के क्षेत्र में, ऑफ-सिस्टम आयाम ओमम 2 / एम का अधिक बार उपयोग किया जाता है, जो गणना के लिए अधिक सुविधाजनक है, क्योंकि कंडक्टरों के क्रॉस-सेक्शन आमतौर पर मिमी 2 में इंगित किए जाते हैं। 1 ओमम 2 / मी का मान 1 ओम से एक लाख गुना कम है और एक पदार्थ के विशिष्ट प्रतिरोध की विशेषता है, जिसका एक सजातीय कंडक्टर 1 मीटर लंबा और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ है। 1 मिमी 2 1 ओम का प्रतिरोध देता है।

20 डिग्री सेल्सियस पर शुद्ध विद्युत तांबे की प्रतिरोधकता है 0.0172 ओहम∙mm2/m. विभिन्न स्रोतों में, आप 0.018 ओम मिमी 2 / मी तक के मान पा सकते हैं, जो विद्युत तांबे पर भी लागू हो सकते हैं। सामग्री के अधीन होने वाले प्रसंस्करण के आधार पर मूल्य भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, तार खींचने ("ड्राइंग") के बाद एनीलिंग तांबे की प्रतिरोधकता को कुछ प्रतिशत कम कर देता है, हालांकि यह मुख्य रूप से विद्युत गुणों के बजाय यांत्रिक को बदलने के लिए किया जाता है।

तांबे की प्रतिरोधकता का पावर-ओवर-ईथरनेट अनुप्रयोगों पर सीधा असर पड़ता है। कंडक्टर पर लागू मूल डीसी करंट का केवल एक हिस्सा कंडक्टर के दूर छोर तक पहुंचेगा - रास्ते में कुछ नुकसान अपरिहार्य है। उदाहरण के लिए, पीओई टाइप 1दूर तक संचालित डिवाइस तक पहुंचने के लिए स्रोत द्वारा आपूर्ति की गई 15.4 वाट के कम से कम 12.95 वाट की आवश्यकता होती है।

तांबे की प्रतिरोधकता तापमान के साथ बदलती है, लेकिन आईटी तापमान के लिए ये परिवर्तन छोटे होते हैं। प्रतिरोधकता में परिवर्तन की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

R = α आर ΔT

आर 2 \u003d आर 1 (1 + α (टी 2 - टी 1))

जहां ΔR प्रतिरोधकता में परिवर्तन है, R आधारभूत (आमतौर पर 20 डिग्री सेल्सियस) के रूप में लिए गए तापमान पर प्रतिरोधकता है, ΔT तापमान प्रवणता है, α किसी दिए गए सामग्री के लिए प्रतिरोधकता का तापमान गुणांक है (आयाम डिग्री सेल्सियस -1) . तांबे के लिए 0°C से 100°C की सीमा में, 0.004°C -1 का तापमान गुणांक अपनाया जाता है। 60°C पर तांबे की प्रतिरोधकता की गणना कीजिए।

R 60°С = R 20°С (1 + α (60°С - 20°С)) = 0.0172 (1 + 0.004 40) 0.02 ओम (मिमी2/एम .)

तापमान में 40 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के साथ प्रतिरोधकता में 16% की वृद्धि हुई। केबल सिस्टम का संचालन करते समय, निश्चित रूप से, मुड़ जोड़ी उच्च तापमान पर नहीं होनी चाहिए, इसकी अनुमति नहीं दी जानी चाहिए। ठीक से डिज़ाइन और स्थापित सिस्टम के साथ, केबल्स का तापमान सामान्य 20 डिग्री सेल्सियस से थोड़ा अलग होता है, और फिर प्रतिरोधकता में परिवर्तन छोटा होगा। दूरसंचार मानकों की आवश्यकताओं के अनुसार, 5e या 6 श्रेणियों की एक मुड़ जोड़ी में 100 मीटर लंबे तांबे के कंडक्टर का प्रतिरोध 20 डिग्री सेल्सियस पर 9.38 ओम से अधिक नहीं होना चाहिए। व्यवहार में, निर्माता इस मान को एक मार्जिन के साथ फिट करते हैं, इसलिए 25 डिग्री सेल्सियस 30 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भी, तांबे के कंडक्टर का प्रतिरोध इस मूल्य से अधिक नहीं होता है।

मुड़ जोड़ी क्षीणन / सम्मिलन हानि

जब एक विद्युत चुम्बकीय तरंग एक मुड़-जोड़ी तांबे के माध्यम से फैलती है, तो इसकी ऊर्जा का कुछ हिस्सा निकट अंत से दूर अंत तक पथ के साथ समाप्त हो जाता है। केबल का तापमान जितना अधिक होगा, सिग्नल उतना ही अधिक क्षीण होगा। उच्च आवृत्तियों पर, क्षीणन कम आवृत्तियों की तुलना में अधिक मजबूत होता है, और उच्च श्रेणियों के लिए, सम्मिलन हानि परीक्षण सीमाएँ सख्त होती हैं। इस मामले में, सभी सीमा मान 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान के लिए निर्धारित हैं। यदि 20 डिग्री सेल्सियस पर मूल सिग्नल 100 मीटर लंबे खंड के पावर लेवल पी के साथ दूर छोर पर पहुंचा, तो ऊंचे तापमान पर ऐसी सिग्नल पावर कम दूरी पर देखी जाएगी। यदि खंड के आउटपुट पर समान सिग्नल शक्ति प्रदान करना आवश्यक है, तो या तो आपको एक छोटी केबल (जो हमेशा संभव नहीं है) स्थापित करनी होगी, या कम क्षीणन वाले केबल ब्रांड का चयन करना होगा।

• 20 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर परिरक्षित केबलों के लिए, 1 डिग्री के तापमान परिवर्तन से 0.2% के क्षीणन में परिवर्तन होता है
• सभी प्रकार के केबलों और 40 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर किसी भी आवृत्ति के लिए, तापमान में 1 डिग्री परिवर्तन से 0.4% क्षीणन में परिवर्तन होता है।
• सभी प्रकार के केबलों और 40°C से 60°C के तापमान पर किसी भी आवृत्ति के लिए, तापमान में 1 डिग्री परिवर्तन से 0.6% क्षीणन में परिवर्तन होता है।
• श्रेणी 3 केबल्स 1.5% प्रति डिग्री सेल्सियस के क्षीणन भिन्नता का अनुभव कर सकते हैं

पहले से ही 2000 की शुरुआत में। TIA/EIA-568-B.2 ने सिफारिश की है कि एक स्थायी श्रेणी 6 लिंक/चैनल की अधिकतम स्वीकार्य लंबाई को कम किया जा सकता है यदि केबल ऊंचे तापमान में स्थापित किया गया था, और तापमान जितना अधिक होगा, खंड उतना ही छोटा होना चाहिए।

यह देखते हुए कि श्रेणी 6ए में आवृत्ति सीमा श्रेणी 6 की तुलना में दोगुनी है, ऐसी प्रणालियों के लिए तापमान सीमा और भी सख्त होगी।

आज तक, आवेदनों को लागू करते समय पोहम अधिकतम 1-गीगाबिट गति के बारे में बात कर रहे हैं। जब 10 Gb अनुप्रयोगों का उपयोग किया जाता है, तो ईथरनेट पर पावर का उपयोग नहीं किया जाता है, कम से कम अभी तक तो नहीं। इसलिए अपनी आवश्यकताओं के आधार पर, तापमान बदलते समय, आपको या तो तांबे की प्रतिरोधकता में परिवर्तन या क्षीणन में परिवर्तन पर विचार करने की आवश्यकता है। दोनों ही मामलों में यह सुनिश्चित करना सबसे उचित है कि केबल 20 डिग्री सेल्सियस के करीब तापमान पर हों।