Rezistența electrică specifică a nichelului. Rezistență electrică și conductivitate


    Rezistivitatea conductoarelor populare (metale și aliaje). Rezistivitatea oțelului

    Rezistivitatea fierului, aluminiului și a altor conductori

    Transmisia energiei electrice pe distante mari impune atentia la minimizarea pierderilor rezultate din depasirea rezistentei conductoarelor care alcatuiesc linia electrica. Desigur, acest lucru nu înseamnă că astfel de pierderi, care apar deja în mod specific în circuite și dispozitive de consum, nu joacă un rol.

    Prin urmare, este important să cunoașteți parametrii tuturor elementelor și materialelor utilizate. Și nu numai electrice, ci și mecanice. Și să aveți la dispoziție câteva materiale de referință convenabile care vă permit să comparați caracteristicile diferitelor materiale și să alegeți exact ceea ce va fi optim într-o anumită situație pentru proiectare și exploatare.În liniile de transport electric, unde sarcina este cea mai productivă, adică , cu randament ridicat, pentru a aduce energie consumatorului, se tine cont atat de economia pierderilor cat si de mecanica liniilor in sine. Eficiența economică finală a liniei depinde de mecanică - adică de aranjarea și aranjarea conductorilor, izolatorilor, suporturilor, transformatoarelor de creștere/reducere, greutatea și rezistența tuturor structurilor, inclusiv firele întinse pe distanțe lungi, precum si asupra materialelor alese pentru fiecare element structural, a lucrarii acestuia si a costurilor de exploatare. În plus, în liniile care transmit energie electrică, cerințele pentru asigurarea siguranței atât a liniilor în sine, cât și a mediului în care trec sunt mai mari. Și asta adaugă costuri atât pentru asigurarea cablajului electric, cât și la o marjă suplimentară de siguranță pentru toate structurile.

    Pentru comparație, datele sunt de obicei reduse la o singură formă comparabilă. Adesea, la astfel de caracteristici se adaugă epitetul „specific”, iar valorile însele sunt luate în considerare pe unele standarde unificate în ceea ce privește parametrii fizici. De exemplu, rezistivitatea electrică este rezistența (ohm) a unui conductor realizat dintr-un metal (cupru, aluminiu, oțel, wolfram, aur) având o unitate de lungime și secțiune unitară în sistemul de unități utilizate (de obicei în SI). În plus, temperatura este specificată, deoarece la încălzire, rezistența conductorilor se poate comporta diferit. Condițiile medii normale de funcționare sunt luate ca bază - la 20 de grade Celsius. Și acolo unde proprietățile sunt importante la modificarea parametrilor mediului (temperatura, presiunea), sunt introduși coeficienți și sunt compilate tabele și grafice suplimentare ale dependențelor.

    Tipuri de rezistivitate

    Pentru că rezistența este:

    • activ - sau ohmic, rezistiv - rezultat din costul energiei electrice pentru încălzirea conductorului (metal) atunci când trece un curent electric prin acesta și
    • reactiv – capacitiv sau inductiv – care provine din pierderile inevitabile pentru a crea orice modificări ale curentului care trece prin conductorul câmpurilor electrice, atunci rezistivitatea conductorului poate fi de două tipuri:
  1. Rezistenta electrica specifica la curent continuu (avand caracter rezistiv) si
  2. Rezistenta electrica specifica la curent alternativ (avand caracter reactiv).

Aici, rezistivitatea de tip 2 este o valoare complexă, constă din două componente ale TP - activă și reactivă, deoarece rezistența rezistivă există întotdeauna atunci când trece curentul, indiferent de natura sa, iar reactivul are loc numai cu orice modificare a curentului în circuite. În circuitele DC, reactanța apare numai în timpul tranzitorii care sunt asociate cu curentul pornit (modificarea curentului de la 0 la nominal) sau oprit (diferență de la nominal la 0). Și de obicei sunt luate în considerare numai atunci când se proiectează protecția la suprasarcină.

În circuitele de curent alternativ, fenomenele asociate cu reactanțele sunt mult mai diverse. Ele depind nu numai de trecerea reală a curentului printr-o anumită secțiune, ci și de forma conductorului, iar dependența nu este liniară.


Cert este că curentul alternativ induce un câmp electric atât în ​​jurul conductorului prin care trece, cât și în conductorul însuși. Și din acest câmp apar curenți turbionari, care dau efectul de „împingere” a mișcării principale efective a sarcinilor, de la adâncimea întregii secțiuni a conductorului până la suprafața acestuia, așa-numitul „efect de piele” (de la piele). - piele). Se pare că curenții turbionari, așa cum ar fi, „fură” secțiunea transversală a conductorului. Curentul curge într-un anumit strat aproape de suprafață, restul grosimii conductorului rămâne nefolosit, nu își reduce rezistența și pur și simplu nu are rost să creștem grosimea conductorilor. Mai ales la frecvențe înalte. Prin urmare, pentru curentul alternativ, rezistențele sunt măsurate în astfel de secțiuni transversale ale conductorilor, unde întreaga sa secțiune transversală poate fi considerată aproape de suprafață. Un astfel de fir se numește subțire, grosimea sa este egală cu de două ori adâncimea acestui strat de suprafață, unde curenții turbionari înlocuiesc curentul principal util care curge în conductor.


Desigur, conducerea eficientă a curentului alternativ nu se limitează la o scădere a grosimii firelor care sunt rotunde în secțiune transversală. Conductorul poate fi subțiat, dar în același timp făcut plat sub formă de bandă, atunci secțiunea transversală va fi mai mare decât cea a unui fir rotund, respectiv, iar rezistența este mai mică. În plus, simpla creștere a suprafeței va avea ca efect creșterea secțiunii transversale efective. Același lucru poate fi obținut prin utilizarea unui fir cu șuvițe în loc de un singur fir, în plus, un fir cu șuvițe este superioară ca flexibilitate față de un singur fir, care este adesea și valoros. Pe de altă parte, ținând cont de efectul de piele din fire, este posibil să se facă firele compozite făcând miezul unui metal care are caracteristici bune de rezistență, cum ar fi oțelul, dar caracteristici electrice scăzute. Totodată, peste oțel se realizează o împletitură de aluminiu, care are o rezistivitate mai mică.


Pe lângă efectul de piele, fluxul de curent alternativ în conductori este afectat de excitarea curenților turbionari în conductorii din jur. Astfel de curenți se numesc curenți de preluare și sunt induși atât în ​​metale care nu joacă rolul de cablare (care poartă elemente structurale), cât și în firele întregului complex conductor - jucând rolul de fire de alte faze, zero, împământare. .

Toate aceste fenomene apar în toate modelele legate de electricitate, acest lucru întărește și mai mult importanța de a avea la dispoziție informații rezumative de referință pentru o mare varietate de materiale.

Rezistivitatea conductorilor este măsurată cu instrumente foarte sensibile și precise, deoarece metalele sunt selectate pentru cablare și au cea mai mică rezistență - de ordinul ohmului * 10-6 pe metru de lungime și pătrat. mm. secțiuni. Pentru a măsura rezistivitatea izolației, sunt necesare instrumente, dimpotrivă, având intervale de valori de rezistență foarte mari - de obicei acestea sunt megaohmi. Este clar că conductorii trebuie să conducă bine, iar izolatorii trebuie să fie bine izolați.

Masa

Fierul ca conductor în electrotehnică

Fierul este cel mai comun metal în natură și tehnologie (după hidrogen, care este și un metal). Este, de asemenea, cel mai ieftin și are caracteristici excelente de rezistență, prin urmare este folosit peste tot ca bază pentru rezistența diferitelor structuri.

În inginerie electrică, fierul este folosit ca conductor sub formă de fire flexibile de oțel unde sunt necesare rezistență fizică și flexibilitate, iar rezistența dorită poate fi atinsă datorită secțiunii corespunzătoare.

Având un tabel de rezistențe specifice ale diferitelor metale și aliaje, este posibil să se calculeze secțiunile transversale ale firelor din diferiți conductori.

De exemplu, să încercăm să găsim o secțiune transversală echivalentă electric a conductorilor din diferite materiale: fire de cupru, wolfram, nichel și fier. Pentru prima luare sârmă de aluminiu cu o secțiune transversală de 2,5 mm.

Avem nevoie ca pe o lungime de 1 m, rezistența firului din toate aceste metale să fie egală cu rezistența celui original. Rezistența aluminiului pe 1 m lungime și 2,5 mm secțiune transversală va fi egală cu

, unde R este rezistența, ρ este rezistivitatea metalului din tabel, S este aria secțiunii transversale, L este lungimea.

Înlocuind valorile inițiale, obținem rezistența unei bucăți de un metru de sârmă de aluminiu în ohmi.

După aceea, rezolvăm formula pentru S

, vom înlocui valorile din tabel și vom obține zonele de secțiune transversală pentru diferite metale.

Deoarece rezistivitatea din tabel este măsurată pe un fir de 1 m lungime, în microohmi pe 1 mm2 de secțiune transversală, am obținut-o în microohmi. Pentru a-l obține în ohmi, trebuie să înmulțiți valoarea cu 10-6. Dar numărul de ohmi cu 6 zerouri după virgulă zecimală nu este necesar pentru a obține, deoarece încă găsim rezultatul final în mm2.

După cum puteți vedea, rezistența fierului este destul de mare, firul este gros.


Dar există materiale care au și mai multe, precum nichelina sau constantanul.

Articole similare:

domelectrik.ru

Tabel de rezistivitate electrică a metalelor și aliajelor în electrotehnică

acasă > y >



Rezistența specifică a metalelor.

Rezistența specifică a aliajelor.

Valorile sunt date la t = 20° C. Rezistențele aliajelor depind de compoziția lor exactă.

tab.wikimassa.org

Rezistenta electrica specifica | lumea sudurii

Rezistivitatea electrică a materialelor

Rezistivitate electrică (rezistivitate) - capacitatea unei substanțe de a împiedica trecerea curentului electric.

Unitate de măsură (SI) - Ohm m; măsurată și în ohm cm și ohm mm2/m.

Temperatura materialului, °С Rezistivitate electrică, Ohm m
Metalele
Aluminiu 20 0,028 10-6
Beriliu 20 0,036 10-6
Bronz fosforic 20 0,08 10-6
Vanadiu 20 0,196 10-6
Tungsten 20 0,055 10-6
hafniu 20 0,322 10-6
Duraluminiu 20 0,034 10-6
Fier 20 0,097 10-6
Aur 20 0,024 10-6
Iridiu 20 0,063 10-6
Cadmiu 20 0,076 10-6
Potasiu 20 0,066 10-6
Calciu 20 0,046 10-6
Cobalt 20 0,097 10-6
Siliciu 27 0,58 10-4
Alamă 20 0,075 10-6
Magneziu 20 0,045 10-6
Mangan 20 0,050 10-6
Cupru 20 0,017 10-6
Magneziu 20 0,054 10-6
Molibden 20 0,057 10-6
Sodiu 20 0,047 10-6
Nichel 20 0,073 10-6
Niobiu 20 0,152 10-6
Staniu 20 0,113 10-6
Paladiu 20 0,107 10-6
Platină 20 0,110 10-6
Rodiu 20 0,047 10-6
Mercur 20 0,958 10-6
Conduce 20 0,221 10-6
Argint 20 0,016 10-6
Oţel 20 0,12 10-6
Tantal 20 0,146 10-6
Titan 20 0,54 10-6
Crom 20 0,131 10-6
Zinc 20 0,061 10-6
zirconiu 20 0,45 10-6
Fontă 20 0,65 10-6
materiale plastice
Getinaks 20 109–1012
Kapron 20 1010–1011
Lavsan 20 1014–1016
Sticla organica 20 1011–1013
Styrofoam 20 1011
PVC 20 1010–1012
Polistiren 20 1013–1015
Polietilenă 20 1015
Fibra de sticla 20 1011–1012
Textolit 20 107–1010
Celuloid 20 109
Ebonită 20 1012–1014
cauciuc
Cauciuc 20 1011–1012
Lichide
Ulei de transformator 20 1010–1013
gazele
Aer 0 1015–1018
Lemn
Lemn uscat 20 109–1010
Minerale
Cuarţ 230 109
Mica 20 1011–1015
Materiale diverse
Sticlă 20 109–1013

LITERATURĂ

  • Alfa și omega. Scurtă referință / Tallinn: Printest, 1991 - 448 p.
  • Manual de fizică elementară / N.N. Koshkin, M.G. Shirkevici. M., Știință. 1976. 256 p.
  • Carte de referinta pentru sudarea metalelor neferoase / S.M. Gurevici. Kiev: Naukova Dumka. 1990. 512 p.

weldworld.com

Rezistivitatea metalelor, electroliților și substanțelor (Tabel)

Rezistivitatea metalelor și izolatorilor

Tabelul de referință oferă valorile rezistivității p ale unor metale și izolatori la o temperatură de 18-20 ° C, exprimate în ohm cm. Valoarea lui p pentru metale este foarte dependentă de impurități, tabelul oferă valorile p pentru metale pure din punct de vedere chimic, pentru izolatori sunt date aproximativ. Metalele și izolatorii sunt aranjați în tabel în ordinea crescătoare a valorilor p.

Rezistivitatea de masă a metalelor

metale pure

104 ρ (ohm cm)

metale pure

104 ρ (ohm cm)

Aluminiu

Duraluminiu

platinita 2)

Argentan

Mangan

Manganin

Tungsten

Constantan

Molibden

Aliaj de lemn 3)

Trandafir din aliaj 4)

Paladiu

Fekhral 6)

Tabel de rezistivitate a izolatorilor

izolatoare

izolatoare

lemn uscat

Celuloid

Colofoniu

Getinaks

Cuarț _|_ axa

Sticlă de sodă

Polistiren

sticla pyrex

Cuarț || topoare

Cuarț topit

Rezistivitatea metalelor pure la temperaturi scăzute

Tabelul oferă valorile rezistivității (în ohm cm) ale unor metale pure la temperaturi scăzute (0°C).

Raportul rezistenței Rt / Rq a metalelor pure la o temperatură de T ° K și 273 ° K.

Tabelul de referință oferă raportul Rt / Rq al rezistențelor metalelor pure la o temperatură de T ° K și 273 ° K.

metale pure

Aluminiu

Tungsten

Molibden

Rezistivitatea electroliților

Tabelul oferă valorile rezistenței specifice a electroliților în ohm cm la o temperatură de 18 ° C. Concentrația soluțiilor c este dată ca procent, care determină numărul de grame de sare anhidră sau acid în 100 g de soluţie.

Sursa de informare: SCURT MANUAL DE FIZIC SI TEHNIC / Volumul 1, - M .: 1960.

infotables.ru

Rezistivitate electrică - oțel

Pagina 1

Rezistivitatea electrică a oțelului crește odată cu creșterea temperaturii, iar cele mai mari modificări se observă atunci când este încălzit la temperatura punctului Curie. După punctul Curie, valoarea rezistivității electrice se modifică nesemnificativ și la temperaturi peste 1000 C rămâne practic constantă.

Datorită rezistivității electrice ridicate a oțelului, aceste iuKii creează o încetinire mare a decăderii fluxului. La contactoare pentru 100 a, timpul de oprire este de 0 07 sec, iar la contactoare 600 a-0 23 sec. Datorită cerințelor speciale pentru contactoarele din seria KMV, care sunt proiectate să pornească și să oprească electromagneții acționărilor întrerupătoarelor de ulei, mecanismul electromagnetic al acestor contactoare permite reglarea tensiunii de funcționare și a tensiunii de eliberare prin reglarea forței de retur. primăvară și un arc special de rupere. Contactoarele de tip KMV trebuie să funcționeze cu o cădere mare de tensiune. Prin urmare, tensiunea minimă de funcționare pentru acești contactori poate scădea până la 65% UH. Această tensiune scăzută de preluare face ca un curent să circule prin înfășurare la tensiunea nominală, rezultând o încălzire crescută a bobinei.

Aditivul de siliciu crește rezistivitatea electrică a oțelului aproape proporțional cu conținutul de siliciu și, prin urmare, ajută la reducerea pierderilor de curent turbionar care apar în oțel atunci când este operat într-un câmp magnetic alternativ.

Aditivul de siliciu crește rezistivitatea electrică a oțelului, ceea ce ajută la reducerea pierderilor de curenți turbionari, dar, în același timp, siliciul înrăutățește proprietățile mecanice ale oțelului, făcându-l fragil.

Ohm - mm2 / m - rezistivitatea electrică a oțelului.

Pentru reducerea curenților turbionari se folosesc miezuri, din clase de oțel cu rezistivitate electrică crescută a oțelului, care conțin 0 5 - 4 8% siliciu.

Pentru a face acest lucru, un ecran subțire din oțel moale magnetic a fost pus pe un rotor masiv din aliajul optim CM-19. Rezistența electrică specifică a oțelului diferă puțin de rezistența specifică a aliajului, iar cg-ul oțelului este cu aproximativ un ordin de mărime mai mare. Grosimea ecranului se alege în funcție de adâncimea de penetrare a armonicilor dentare de ordinul întâi și este egală cu d 0 8 mm. Pentru comparație, sunt date pierderi suplimentare, W, cu un rotor de bază cu colivie și un rotor cu două straturi cu un cilindru masiv din aliaj CM-19 și cu inele de capăt din cupru.

Principalul material conductiv magnetic este tabla de oțel electric aliat, care conține de la 2 la 5% siliciu. Aditivul de siliciu crește rezistivitatea electrică a oțelului, rezultând pierderi reduse de curent turbionar, oțelul devine rezistent la oxidare și îmbătrânire, dar devine mai fragil. În ultimii ani, oțelul laminat la rece, orientat spre cereale, cu proprietăți magnetice mai mari în direcția de laminare, a fost utilizat pe scară largă. Pentru a reduce pierderile de la curenții turbionari, miezul circuitului magnetic este realizat sub forma unui pachet asamblat din foi de oțel ștanțate.

Oțelul electric este un oțel cu conținut scăzut de carbon. Pentru a îmbunătăți caracteristicile magnetice, se introduce siliciu în el, ceea ce determină o creștere a rezistivității electrice a oțelului. Acest lucru duce la o reducere a pierderilor de curenți turbionari.

După prelucrare, circuitul magnetic este recoacet. Deoarece curenții turbionari din oțel sunt implicați în crearea decelerației, ar trebui să se concentreze asupra rezistivității electrice a oțelului de ordinul Rs (Yu-15) 10 - 6 ohm cm. În poziția atrasă a armăturii, sistemul magnetic este destul de puternic saturată, astfel încât inducția inițială în diverse sisteme magnetice fluctuează în limite foarte mici și este pentru oțel de calitate E Vn1 6 - 1 7 Ch. Valoarea specificată a inducției menține intensitatea câmpului în oțel de ordinul Yang.

Pentru fabricarea sistemelor magnetice (nuclee magnetice) ale transformatoarelor se folosesc oțeluri electrice speciale cu tablă subțire, care au un conținut de siliciu crescut (până la 5%). Siliciul contribuie la decarburarea oțelului, ceea ce duce la creșterea permeabilității magnetice, reduce pierderile prin histerezis și crește rezistivitatea electrică a acestuia. O creștere a rezistenței electrice specifice a oțelului face posibilă reducerea pierderilor din acesta din cauza curenților turbionari. În plus, siliciul slăbește îmbătrânirea oțelului (o creștere a pierderilor în oțel în timp), reduce magnetostricția acestuia (modificarea formei și dimensiunii unui corp în timpul magnetizării) și, în consecință, zgomotul transformatoarelor. În același timp, prezența siliciului în oțel duce la creșterea fragilității acestuia și îngreunează prelucrarea.

Pagini:      1    2

www.ngpedia.ru

Rezistivitate | Wikitronics Wiki

Rezistivitatea este o caracteristică a unui material care determină capacitatea acestuia de a conduce curentul electric. Definit ca raportul dintre câmpul electric și densitatea curentului. În cazul general, este un tensor, dar pentru majoritatea materialelor care nu prezintă proprietăți anizotrope, este luat ca valoare scalară.

Denumire - ρ

$ \vec E = \rho \vec j, $

$ \vec E $ - intensitatea câmpului electric, $ \vec j $ - densitatea curentului.

Unitatea SI este un ohmmetru (ohm m, Ω m).

Rezistența unui cilindru sau a unei prisme (între capete) a unui material de lungime l și secțiune transversală S în termeni de rezistivitate se determină după cum urmează:

$ R = \frac(\rho l)(S). $

În tehnologie, se folosește definiția rezistivității, ca rezistență a unui conductor de secțiune transversală unitară și lungime de unitate.

Rezistivitatea unor materiale utilizate în electrotehnică Edit

Material ρ la 300 K, Ohm m TKS, K⁻¹
argint1,59 10⁻⁸4,10 10⁻³
cupru1,67 10⁻⁸4,33 10⁻³
aur2,35 10⁻⁸3,98 10⁻³
aluminiu2,65 10⁻⁸4,29 10⁻³
tungsten5,65 10⁻⁸4,83 10⁻³
alamă6,5 10⁻⁸1,5 10⁻³
nichel6,84 10⁻⁸6,75 10⁻³
fier(α)9,7 10⁻⁸6,57 10⁻³
gri cositor1,01 10⁻⁷4,63 10⁻³
platină1,06 10⁻⁷6,75 10⁻³
staniu alb1,1 10⁻⁷4,63 10⁻³
oţel1,6 10⁻⁷3,3 10⁻³
conduce2,06 10⁻⁷4,22 10⁻³
duraluminiu4,0 10⁻⁷2,8 10⁻³
manganina4,3 10⁻⁷±2 10⁻⁵
constantan5,0 10⁻⁷±3 10⁻⁵
Mercur9,84 10⁻⁷9,9 10⁻⁴
nicrom 80/201,05 10⁻⁶1,8 10⁻⁴
kantal A11,45 10⁻⁶3 10⁻⁵
carbon (diamant, grafit)1,3 10⁻⁵
germaniu4,6 10⁻¹
siliciu6,4 10²
etanol3 10³
apa, distilata5 10³
ebonită10⁸
hârtie tare10¹⁰
ulei de transformator10¹¹
sticla obisnuita5 10¹¹
polivinil10¹²
porţelan10¹²
lemn10¹²
PTFE (teflon)>10¹³
cauciuc5 10¹³
sticlă de cuarț10¹⁴
hartie cerata10¹⁴
polistiren>10¹⁴
mica5 10¹⁴
parafină10¹⁵
polietilenă3 10¹⁵
rasina acrilica10¹⁹

ro.electronics.wikia.com

Rezistenta electrica specifica | formulă, volumetrică, tabel

Rezistivitatea electrică este o mărime fizică care indică măsura în care un material poate rezista trecerii unui curent electric prin el. Unii oameni pot confunda această caracteristică cu rezistența electrică obișnuită. În ciuda asemănării conceptelor, diferența dintre ele constă în faptul că specificul se referă la substanțe, iar al doilea termen se referă exclusiv la conductori și depinde de materialul de fabricare a acestora.

Reciprocul acestui material este conductivitatea electrică. Cu cât este mai mare acest parametru, cu atât mai bine trece curentul prin substanță. În consecință, cu cât rezistența este mai mare, cu atât sunt așteptate mai multe pierderi la ieșire.

Formula de calcul și valoarea de măsurare

Având în vedere în ce se măsoară rezistivitatea electrică, este, de asemenea, posibilă urmărirea conexiunii cu nespecificul, deoarece unitățile de ohm m sunt folosite pentru a desemna parametrul. Valoarea în sine este notată ca ρ. Cu această valoare, este posibil să se determine rezistența unei substanțe într-un anumit caz, pe baza dimensiunilor acesteia. Această unitate de măsură corespunde sistemului SI, dar pot exista și alte opțiuni. În tehnologie, puteți vedea periodic denumirea învechită Ohm mm2 / m. Pentru a converti din acest sistem în cel internațional, nu va trebui să utilizați formule complexe, deoarece 1 ohm mm2 / m este egal cu 10-6 ohm m.

Formula rezistivității electrice este următoarea:

R= (ρ l)/S, unde:

  • R este rezistența conductorului;
  • Ρ este rezistivitatea materialului;
  • l este lungimea conductorului;
  • S este secțiunea transversală a conductorului.

Dependența de temperatură

Rezistența electrică specifică depinde de temperatură. Dar toate grupurile de substanțe se manifestă diferit atunci când se schimbă. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când se calculează firele care vor funcționa în anumite condiții. De exemplu, pe stradă, unde valorile temperaturii depind de sezon, materialele necesare sunt mai puțin susceptibile la schimbări în intervalul de la -30 la +30 de grade Celsius. Dacă intenționați să-l utilizați într-o tehnică care va funcționa în aceleași condiții, atunci aici trebuie să optimizați și cablarea pentru parametri specifici. Materialul este întotdeauna selectat ținând cont de operațiune.

În tabelul nominal, rezistivitatea electrică este luată la o temperatură de 0 grade Celsius. Creșterea acestui parametru atunci când materialul este încălzit se datorează faptului că intensitatea mișcării atomilor din substanță începe să crească. Purtătorii de sarcini electrice se împrăștie haotic în toate direcțiile, ceea ce duce la crearea de obstacole în mișcarea particulelor. Mărimea fluxului electric este redusă.

Pe măsură ce temperatura scade, condițiile curente de curgere devin mai bune. Când se atinge o anumită temperatură, care va fi diferită pentru fiecare metal, apare supraconductibilitatea, la care caracteristica în cauză aproape ajunge la zero.

Diferențele de parametri ajung uneori la valori foarte mari. Acele materiale care au performante ridicate pot fi folosite ca izolatori. Ele ajută la protejarea cablajului de scurtcircuite și de contactul uman accidental. Unele substanțe nu sunt, în general, aplicabile pentru inginerie electrică dacă au o valoare mare a acestui parametru. Alte proprietăți pot interfera cu acest lucru. De exemplu, conductivitatea electrică a apei nu va fi de mare importanță pentru această sferă. Iată valorile unor substanțe cu rate mari.

Materiale cu rezistivitate mare ρ (ohm m)
Bachelită 1016
Benzen 1015...1016
Hârtie 1015
Apa distilata 104
apa de mare 0.3
lemn uscat 1012
Pământul este ud 102
sticlă de cuarț 1016
Kerosenul 1011
Marmură 108
Parafină 1015
Ulei de parafină 1014
Plexiglas 1013
Polistiren 1016
PVC 1013
Polietilenă 1012
ulei de silicon 1013
Mica 1014
Sticlă 1011
ulei de transformator 1010
Porţelan 1014
Ardezie 1014
Ebonită 1016
Chihlimbar 1018

Substanțele cu rate scăzute sunt utilizate mai activ în inginerie electrică. Adesea acestea sunt metale care servesc drept conductori. Ele arată, de asemenea, multe diferențe. Pentru a afla rezistivitatea electrică a cuprului sau a altor materiale, merită să vă uitați la tabelul de referință.

Materiale cu rezistivitate scăzută ρ (ohm m)
Aluminiu 2,7 10-8
Tungsten 5,5 10-8
Grafit 8,0 10-6
Fier 1,0 10-7
Aur 2.2 10-8
Iridiu 4,74 10-8
Constantan 5,0 10-7
oțel turnat 1,3 10-7
Magneziu 4,4 10-8
Manganin 4,3 10-7
Cupru 1,72 10-8
Molibden 5,4 10-8
Nichel-argint 3,3 10-7
Nichel 8,7 10-8
Nicrom 1,12 10-6
Staniu 1,2 10-7
Platină 1,07 10-7
Mercur 9,6 10-7
Conduce 2.08 10-7
Argint 1,6 10-8
Fontă cenușie 1,0 10-6
perii de cărbune 4,0 10-5
Zinc 5,9 10-8
Nichelina 0,4 10-6

Rezistenta electrica de volum specific

Acest parametru caracterizează capacitatea de a trece curent prin volumul substanței. Pentru a măsura, este necesar să se aplice un potențial de tensiune din diferite părți ale materialului, produsul din care va fi inclus în circuitul electric. Este alimentat cu curent cu parametri nominali. După trecere, datele de ieșire sunt măsurate.

Utilizare în inginerie electrică

Modificarea parametrului la diferite temperaturi este utilizată pe scară largă în inginerie electrică. Cel mai simplu exemplu este o lampă cu incandescență, în care se folosește un filament de nicrom. Când este încălzit, începe să strălucească. Când trece curentul prin ea, începe să se încălzească. Pe măsură ce căldura crește, crește și rezistența. În consecință, curentul inițial necesar pentru a obține iluminare este limitat. O bobină de nicrom, folosind același principiu, poate deveni un regulator pe diferite dispozitive.

Metalele prețioase, care au caracteristici adecvate pentru inginerie electrică, au fost, de asemenea, utilizate pe scară largă. Pentru circuitele critice care necesită viteză, sunt selectate contacte de argint. Au un cost ridicat, dar având în vedere cantitatea relativ mică de materiale, utilizarea lor este destul de justificată. Cuprul este inferior argintului ca conductivitate, dar are un preț mai accesibil, datorită căruia este mai des folosit pentru a crea fire.

În condițiile în care se pot folosi temperaturi extrem de scăzute, se folosesc supraconductori. Pentru temperatura camerei și utilizarea în aer liber, nu sunt întotdeauna adecvate, deoarece pe măsură ce temperatura crește, conductivitatea lor va începe să scadă, astfel încât aluminiul, cuprul și argintul rămân lideri pentru astfel de condiții.

În practică, mulți parametri sunt luați în considerare, iar acesta este unul dintre cei mai importanți. Toate calculele sunt efectuate în faza de proiectare, pentru care sunt utilizate materiale de referință.

14.04.2018

Ca piese conductoare in instalatiile electrice se folosesc conductori din cupru, aluminiu, aliajele acestora si fier (otel).

Cuprul este unul dintre cele mai bune materiale conductoare. Densitatea cuprului la 20 ° C este de 8,95 g / cm 3, punctul de topire este de 1083 ° C. Cuprul este ușor activ din punct de vedere chimic, dar se dizolvă ușor în acid azotic și se dizolvă în acizi clorhidric și sulfuric diluați numai în prezența oxidanților. agenți (oxigen). În aer, cuprul este rapid acoperit cu un strat subțire de oxid de culoare închisă, dar această oxidare nu pătrunde adânc în metal și servește ca protecție împotriva coroziunii ulterioare. Cuprul se pretează bine la forjare și laminare fără încălzire.

Folosit pentru fabricare cupru electroliticîn lingouri care conţin 99,93% cupru pur.

Conductivitatea electrică a cuprului depinde puternic de cantitatea și tipul de impurități și, într-o măsură mai mică, de prelucrarea mecanică și termică. la 20 ° C este 0,0172-0,018 ohm x mm2 / m.

Pentru fabricarea conductorilor se folosește cuprul moale, semidur sau dur cu o greutate specifică de 8,9, 8,95 și, respectiv, 8,96 g/cm 3.

Pentru fabricarea pieselor de piese purtătoare de curent este utilizat pe scară largă cupru în aliaje cu alte metale. Cele mai utilizate aliaje sunt:

Alama este un aliaj de cupru și zinc, care conține cel puțin 50% cupru în aliaj, cu adaos de alte metale. alama 0,031 - 0,079 ohm x mm2/m. Există alamă - tompak cu un conținut de cupru de peste 72% (are ductilitate ridicată, proprietăți anticorozive și anti-fricțiune) și alame speciale cu adaos de aluminiu, staniu, plumb sau mangan.

Contact din alamă

Bronzurile sunt un aliaj de cupru și staniu cu un aditiv din diferite metale. În funcție de conținutul componentului principal din aliaj, bronzurile sunt numite staniu, aluminiu, siliciu, fosfor și cadmiu. Rezistivitatea bronzului 0,021 - 0,052 ohmi x mm 2 /m.

Alama și bronzul au proprietăți mecanice și fizico-chimice bune. Sunt ușor de prelucrat prin turnare și presiune, rezistente la coroziune atmosferică.

Aluminiu - prin calitățile sale al doilea material conductor după cupru. Punct de topire 659,8 ° C. Densitatea aluminiului la o temperatură de 20 ° - 2,7 g / cm 3. Aluminiul este ușor de turnat și bine prelucrat. La o temperatură de 100 - 150 ° C, aluminiul este forjat și ductil (poate fi rulat în foi de până la 0,01 mm grosime).

Conductivitatea electrică a aluminiului depinde foarte mult de impurități și puțin de tratamentul mecanic și termic. Cu cât compoziția aluminiului este mai pură, cu atât conductivitatea electrică a acestuia este mai mare și o rezistență mai bună la atacul chimic. Prelucrarea, laminarea și recoacerea afectează în mod semnificativ rezistența mecanică a aluminiului. Aluminiul prelucrat la rece își mărește duritatea, elasticitatea și rezistența la tracțiune. Rezistivitatea aluminiului la 20 ° С 0,026 - 0,029 ohmi x mm 2 / m.

La înlocuirea cuprului cu aluminiu, secțiunea transversală a conductorului trebuie mărită în ceea ce privește conductivitățile, adică de 1,63 ori.

Cu o conductivitate egală, un conductor de aluminiu va fi de 2 ori mai ușor decât un conductor de cupru.

Pentru fabricarea conductorilor se folosește aluminiu, care conține cel puțin 98% aluminiu pur, siliciu nu mai mult de 0,3%, fier nu mai mult de 0,2%

Pentru fabricarea pieselor de piese purtătoare de curent, utilizați aliaje de aluminiu cu alte metale, de exemplu: duraluminiu - un aliaj de aluminiu cu cupru și mangan.

Silumin este un aliaj ușor de aluminiu turnat cu un amestec de siliciu, magneziu, mangan.

Aliajele de aluminiu au proprietăți bune de turnare și rezistență mecanică ridicată.

Cele mai utilizate pe scară largă în inginerie electrică sunt următoarele aliaje de aluminiu:

Aliaj de aluminiu forjat de grad AD, având aluminiu nu mai puțin de 98,8 și alte impurități până la 1,2.

Aliaj de aluminiu forjat marca AD1, având aluminiu nu mai puțin de 99,3 n alte impurități până la 0,7.

Aliaj de aluminiu forjat marca AD31, avand aluminiu 97,35 - 98,15 si alte impuritati 1,85 -2,65.

Aliajele de clase AD și AD1 sunt utilizate pentru fabricarea carcaselor și matrițelor clemelor de feronerie. Profilele și anvelopele utilizate pentru conductorii electrici sunt realizate din aliaj de calitate AD31.

Produsele realizate din aliaje de aluminiu ca urmare a tratamentului termic dobândesc rezistență ridicată la tracțiune și curgere (fluaj).

Fier - punct de topire 1539°C. Densitatea fierului este de 7,87. Fierul se dizolvă în acizi, se oxidează cu halogeni și oxigen.

În inginerie electrică, se folosesc oțeluri de diferite grade, de exemplu:

Oțelurile carbon sunt aliaje maleabile de fier cu carbon și alte impurități metalurgice.

Rezistenta specifica a otelurilor carbon este de 0,103 - 0,204 ohm x mm 2 /m.

Oțelurile aliate sunt aliaje cu adaosuri de crom, nichel și alte elemente adăugate la oțelul carbon.

Otelurile sunt bune.

Ca aditivi în aliaje, precum și pentru fabricarea lipiturilor și implementarea metalelor conductoare, sunt utilizate pe scară largă următoarele:

Cadmiul este un metal maleabil. Punctul de topire al cadmiului este de 321°C. Rezistivitate 0,1 ohm x mm 2 /m. În electrotehnică, cadmiul este utilizat pentru prepararea lipiturii cu punct de topire scăzut și pentru acoperiri de protecție (cadmiu) pe suprafețele metalice. În ceea ce privește proprietățile sale anticorozive, cadmiul este aproape de zinc, dar straturile de cadmiu sunt mai puțin poroase și sunt aplicate într-un strat mai subțire decât zincul.

Nichel - punct de topire 1455°C. Rezistența specifică a nichelului este de 0,068 - 0,072 ohm x mm 2 /m. La temperaturi normale, nu este oxidat de oxigenul atmosferic. Nichelul este utilizat în aliaje și pentru acoperirea de protecție (nichelare) a suprafețelor metalice.

Staniu - punct de topire 231,9 ° C. Rezistența specifică a staniului este de 0,124 - 0,116 ohm x mm 2 /m. Staniul este utilizat pentru lipirea unui strat protector (coasitor) a metalelor în formă pură și sub formă de aliaje cu alte metale.

Plumb - punct de topire 327,4°C. Rezistivitate 0,217 - 0,227 ohm x mm 2 /m. Plumbul este folosit în aliaje cu alte metale ca material rezistent la acizi. Se adaugă aliajelor de lipit (liduri).

Argintul este un metal foarte maleabil, maleabil. Punctul de topire al argintului este de 960,5°C. Argintul este cel mai bun conductor de căldură și curent electric. Rezistența specifică a argintului este de 0,015 - 0,016 ohm x mm 2 / m. Argintul este folosit pentru acoperirea de protecție (argintirea) suprafețelor metalice.

Antimoniul este un metal fragil, lucios, cu punct de topire 631°C. Antimoniul este folosit sub formă de aditivi în aliajele de lipit (lipituri).

Cromul este un metal dur, strălucitor. Punct de topire 1830°C. Nu se schimbă în aer la temperatura normală. Rezistența specifică a cromului este de 0,026 ohm x mm 2 /m. Cromul este utilizat în aliaje și pentru acoperirea de protecție (cromare) a suprafețelor metalice.

Zinc - punct de topire 419,4°C. Rezistivitatea zincului 0,053 - 0,062 ohmi x mm 2 /m. În aerul umed, zincul se oxidează, devenind acoperit cu un strat de oxid, care protejează împotriva atacurilor chimice ulterioare. În electrotehnică, zincul este utilizat ca aditiv în aliaje și lipituri, precum și pentru o acoperire de protecție (galvanizare) a suprafețelor pieselor metalice.

De îndată ce electricitatea a părăsit laboratoarele oamenilor de știință și a început să fie introdusă pe scară largă în practica vieții de zi cu zi, s-a pus problema găsirii unor materiale care au anumite caracteristici, uneori complet opuse, în raport cu fluxul de curent electric prin ele.

De exemplu, la transmiterea energiei electrice pe o distanță lungă, s-au impus cerințe asupra materialului firelor pentru a minimiza pierderile datorate încălzirii Joule în combinație cu caracteristicile de greutate redusă. Un exemplu în acest sens sunt liniile electrice de înaltă tensiune familiare realizate din fire de aluminiu cu miez de oțel.

Sau, invers, pentru a crea încălzitoare electrice tubulare compacte au fost necesare materiale cu o rezistență electrică relativ mare și stabilitate termică ridicată. Cel mai simplu exemplu de dispozitiv care utilizează materiale cu proprietăți similare este arzătorul unei sobe electrice obișnuite de bucătărie.

De la conductorii utilizați în biologie și medicină ca electrozi, sonde și sonde, sunt necesare rezistență chimică ridicată și compatibilitate cu biomaterialele, combinate cu rezistență scăzută la contact.

O întreagă galaxie de inventatori din diferite țări: Anglia, Rusia, Germania, Ungaria și SUA și-au pus eforturile în dezvoltarea unui astfel de dispozitiv acum familiar tuturor ca lampă incandescentă. Thomas Edison, după ce a efectuat mai mult de o mie de experimente pentru a testa proprietățile materialelor potrivite pentru rolul filamentelor, a creat o lampă cu o spirală de platină. Lămpile Edison, deși aveau o durată de viață lungă, nu erau practice din cauza costului ridicat al materialului sursă.

Lucrările ulterioare ale inventatorului rus Lodygin, care a propus folosirea tungstenului și molibdenului refractar relativ ieftine cu o rezistivitate mai mare ca materiale cu filet, a găsit o aplicație practică. În plus, Lodygin a propus pomparea aerului din becurile incandescente, înlocuirea acestuia cu gaze inerte sau nobile, ceea ce a dus la crearea lămpilor cu incandescență moderne. Pionierul producției în masă a lămpilor electrice accesibile și durabile a fost General Electric, căreia Lodygin i-a cesionat drepturile asupra patentelor sale și apoi a lucrat cu succes în laboratoarele companiei pentru o lungă perioadă de timp.

Această listă poate fi continuată, deoarece mintea umană iscoditoare este atât de inventiva încât uneori, pentru a rezolva o anumită problemă tehnică, are nevoie de materiale cu proprietăți până acum necunoscute sau cu combinații incredibile ale acestor proprietăți. Natura nu mai ține pasul cu poftele noastre, iar oameni de știință din întreaga lume s-au alăturat cursei pentru a crea materiale care nu au analogi naturali.

Este conectarea intenționată a unei carcase sau carcase electrice la un dispozitiv de protecție la pământ. De obicei, împământarea se realizează sub formă de benzi de oțel sau cupru, țevi, tije sau unghiuri îngropate în pământ la o adâncime mai mare de 2,5 metri, care, în caz de accident, asigură fluxul de curent de-a lungul circuitului. dispozitiv - carcasă sau carcasă - pământ - fir neutru al sursei AC. Rezistența acestui circuit nu trebuie să fie mai mare de 4 ohmi. În acest caz, tensiunea de pe carcasa dispozitivului de urgență este redusă la valori care sunt sigure pentru oameni, iar dispozitivele automate pentru protejarea circuitului electric într-un fel sau altul opresc dispozitivul de urgență.

La calcularea elementelor de împământare de protecție, cunoașterea rezistivității solurilor joacă un rol important, care poate varia într-o gamă largă.

În conformitate cu datele din tabelele de referință, aria dispozitivului de împământare este selectată, numărul de elemente de împământare și proiectarea reală a întregului dispozitiv sunt calculate din aceasta. Conectarea elementelor structurale ale dispozitivului de legare la pământ de protecție se realizează prin sudare.

Electrotomografie

Explorarea electrică studiază mediul geologic din apropierea suprafeței, este folosită pentru a căuta minereu și minerale nemetalice și alte obiecte pe baza studiului diferitelor câmpuri electrice și electromagnetice artificiale. Un caz special de explorare electrică este tomografia cu rezistivitate electrică - o metodă de determinare a proprietăților rocilor prin rezistivitatea lor.

Esența metodei este că la o anumită poziție a sursei de câmp electric se fac măsurători de tensiune pe diverse sonde, apoi sursa de câmp este mutată în alt loc sau comutată în altă sursă și măsurătorile sunt repetate. Sursele de câmp și sondele receptor de câmp sunt plasate la suprafață și în puțuri.

Apoi datele primite sunt procesate și interpretate folosind metode moderne de procesare computerizată care permit vizualizarea informațiilor sub formă de imagini bidimensionale și tridimensionale.

Fiind o metodă de căutare foarte precisă, electrotomografia oferă o asistență neprețuită geologilor, arheologilor și paleozoologilor.

Determinarea formei de apariție a zăcămintelor de minerale și a limitelor distribuției lor (conturarea) face posibilă identificarea apariției zăcămintelor de minerale, ceea ce reduce semnificativ costul dezvoltării lor ulterioare.

Pentru arheologi, această metodă de căutare oferă informații valoroase despre locația înmormântărilor antice și prezența artefactelor în acestea, reducând astfel costurile de excavare.

Paleozoologii folosesc electrotomografia pentru a căuta resturi fosilizate de animale antice; rezultatele muncii lor pot fi văzute în muzeele de științe naturale sub formă de reconstituiri uimitoare ale scheletelor megafaunei preistorice.

În plus, tomografia electrică este utilizată în construcția și exploatarea ulterioară a structurilor de inginerie: clădiri înalte, diguri, diguri, terasamente și altele.

Definițiile rezistivității în practică

Uneori, pentru a rezolva probleme practice, ne putem confrunta cu sarcina de a determina compoziția unei substanțe, de exemplu, un fir pentru un tăietor de spumă de polistiren. Avem două bobine de sârmă cu un diametru adecvat din diverse materiale necunoscute nouă. Pentru a rezolva problema, este necesar să găsiți rezistivitatea lor electrică și apoi să determinați materialul firului folosind diferența dintre valorile găsite sau folosind un tabel de referință.

Măsurăm cu o bandă de măsurare și tăiem 2 metri de sârmă din fiecare probă. Să determinăm diametrele firelor d₁ și d₂ cu un micrometru. Pornind multimetrul la limita inferioară a măsurării rezistenței, măsuram rezistența probei R₁. Repetăm ​​procedura pentru o altă probă și, de asemenea, îi măsurăm rezistența R₂.

Luăm în considerare faptul că aria secțiunii transversale a firelor este calculată prin formula

S \u003d π ∙ d 2 / 4

Acum formula pentru calcularea rezistivității electrice va arăta astfel:

ρ = R ∙ π ∙ d 2 /4 ∙ L

Înlocuind valorile obținute ale lui L, d₁ și R₁ în formula de calcul a rezistivității din articolul de mai sus, calculăm valoarea lui ρ₁ pentru prima probă.

ρ 1 \u003d 0,12 ohmi mm 2 / m

Înlocuind valorile obținute ale lui L, d₂ și R₂ în formulă, calculăm valoarea lui ρ₂ pentru a doua probă.

ρ 2 \u003d 1,2 ohmi mm 2 / m

Din compararea valorilor lui ρ₁ și ρ₂ cu datele de referință din tabelul 2 de mai sus, ajungem la concluzia că materialul primului eșantion este oțel, iar cel de-al doilea eșantion este nicrom, din care vom face șirul de tăiere.

Capacitatea unui metal de a trece un curent încărcat prin el însuși se numește. La rândul său, rezistența este una dintre caracteristicile materialului. Cu cât este mai mare rezistența electrică la o anumită tensiune, cu atât aceasta va fi mai mică.Caracterizează forța de rezistență a conductorului la mișcarea electronilor încărcați direcționați de-a lungul acestuia. Deoarece proprietatea de transmisie a energiei electrice este reciproca rezistenței, înseamnă că aceasta va fi exprimată sub formă de formule ca raport de 1 / R.

Rezistivitatea depinde întotdeauna de calitatea materialului utilizat la fabricarea dispozitivelor. Se măsoară pe baza parametrilor unui conductor cu o lungime de 1 metru și o suprafață a secțiunii transversale de 1 milimetru pătrat. De exemplu, proprietatea rezistenței specifice a cuprului este întotdeauna 0,0175 Ohm, pentru aluminiu - 0,029, fier - 0,135, constantan - 0,48, nicrom - 1-1,1. Rezistența specifică a oțelului este egală cu numărul 2 * 10-7 Ohm.m

Rezistența la curent este direct proporțională cu lungimea conductorului de-a lungul căruia se mișcă. Cu cât dispozitivul este mai lung, cu atât rezistența este mai mare. Va fi mai ușor să înveți această dependență dacă îți imaginezi două perechi imaginare de vase comunicând între ele. Lăsați tubul de conectare să rămână mai subțire pentru o pereche de dispozitive și mai gros pentru celălalt. Când ambele perechi sunt umplute cu apă, trecerea lichidului în tubul gros va fi mult mai rapidă, deoarece va avea mai puțină rezistență la curgerea apei. Prin această analogie, este mai ușor pentru el să treacă de-a lungul unui conductor gros decât unul subțire.

Rezistivitatea, ca unitate SI, se măsoară în ohm.m. Conductibilitatea depinde de calea liberă medie a particulelor încărcate, care este caracterizată de structura materialului. Metalele fara impuritati, in care cea mai corecta, au cele mai mici valori de contracarare. În schimb, impuritățile distorsionează rețeaua, crescând astfel performanța acesteia. Rezistivitatea metalelor este situată într-un interval restrâns de valori la temperatură normală: de la argint de la 0,016 la 10 μOhm.m (aliaje de fier și crom cu aluminiu).

Despre caracteristicile mișcării încărcatului

electronii dintr-un conductor sunt afectați de temperatură, deoarece pe măsură ce aceasta crește, amplitudinea oscilațiilor undei ale ionilor și atomilor existenți crește. Ca rezultat, electronii au mai puțin spațiu liber pentru mișcarea normală în rețeaua cristalină. Și asta înseamnă că obstacolul în calea mișcării ordonate crește. Rezistivitatea oricărui conductor, ca de obicei, crește liniar odată cu creșterea temperaturii. Și pentru semiconductori, dimpotrivă, este caracteristică o scădere cu grade crescânde, deoarece din această cauză se eliberează multe sarcini care creează direct un curent electric.

Procesul de răcire a unor conductori metalici la temperatura dorită, aduce rezistivitatea lor la o stare bruscă și scade la zero. Acest fenomen a fost descoperit în 1911 și numit supraconductivitate.

Pentru fiecare conductor există un concept de rezistivitate. Această valoare constă în Ohmi, înmulțiți cu un milimetru pătrat, apoi împărțiți la un metru. Cu alte cuvinte, aceasta este rezistența unui conductor a cărui lungime este de 1 metru și secțiunea transversală este de 1 mm2. Același lucru este valabil și pentru rezistivitatea cuprului, un metal unic care este utilizat pe scară largă în inginerie electrică și inginerie energetică.

proprietățile cuprului

Datorită proprietăților sale, acest metal a fost unul dintre primele care a fost folosit în domeniul electricității. În primul rând, cuprul este un material maleabil și ductil cu proprietăți excelente de conductivitate electrică. Până acum, nu există un înlocuitor echivalent pentru acest conductor în sectorul energetic.

Proprietățile cuprului electrolitic special cu puritate ridicată sunt deosebit de apreciate. Acest material a făcut posibilă producerea de fire cu o grosime minimă de 10 microni.

Pe lângă conductivitatea electrică ridicată, cuprul se pretează foarte bine pentru cositorire și alte tipuri de prelucrare.

Cuprul și rezistivitatea lui

Orice conductor rezistă atunci când trece un curent electric prin el. Valoarea depinde de lungimea conductorului și de secțiunea transversală a acestuia, precum și de efectul anumitor temperaturi. Prin urmare, rezistivitatea conductorilor depinde nu numai de materialul în sine, ci și de lungimea și aria secțiunii sale specifice. Cu cât un material trece mai ușor o sarcină prin el însuși, cu atât rezistența sa este mai mică. Pentru cupru, indicele de rezistivitate este de 0,0171 Ohm x 1 mm 2 /1 m și este doar puțin inferior argintului. Cu toate acestea, utilizarea argintului la scară industrială nu este viabilă din punct de vedere economic, prin urmare, cuprul este cel mai bun conductor folosit în energie.

Rezistența specifică a cuprului este, de asemenea, asociată cu conductivitatea sa ridicată. Aceste valori sunt direct opuse una față de cealaltă. Proprietățile cuprului ca conductor depind și de coeficientul de temperatură al rezistenței. În special, acest lucru se aplică rezistenței, care este influențată de temperatura conductorului.

Astfel, datorită proprietăților sale, cuprul a devenit larg răspândit nu numai ca conductor. Acest metal este folosit în majoritatea dispozitivelor, dispozitivelor și ansamblurilor, a căror funcționare este asociată cu curentul electric.

Când un circuit electric este închis, la bornele căruia există o diferență de potențial, apare un curent electric. Electronii liberi sub influența forțelor câmpului electric se deplasează de-a lungul conductorului. În mișcarea lor, electronii se ciocnesc cu atomii conductorului și le conferă o rezervă din energia lor cinetică. Viteza de mișcare a electronilor este în continuă schimbare: atunci când electronii se ciocnesc cu atomi, molecule și alți electroni, aceasta scade, apoi crește sub influența unui câmp electric și scade din nou cu o nouă coliziune. Ca urmare, se stabilește un flux uniform de electroni în conductor cu o viteză de câteva fracțiuni de centimetru pe secundă. În consecință, electronii care trec printr-un conductor întâmpină întotdeauna rezistență la mișcarea lor din partea acestuia. Când un curent electric trece printr-un conductor, acesta din urmă se încălzește.

Rezistență electrică

Rezistența electrică a conductorului, care este indicată de litera latină r, este proprietatea unui corp sau mediu de a transforma energia electrică în energie termică atunci când trece un curent electric prin el.

În diagrame, rezistența electrică este indicată așa cum se arată în Figura 1, A.

Se numește rezistența electrică variabilă, care servește la schimbarea curentului din circuit reostat. În diagrame, reostatele sunt desemnate așa cum se arată în Figura 1, b. În general, un reostat este realizat dintr-un fir de una sau alta rezistență, înfășurat pe o bază izolatoare. Glisorul sau pârghia reostatului este plasată într-o anumită poziție, în urma căreia se introduce în circuit rezistența dorită.

Un conductor lung de secțiune transversală mică creează o rezistență ridicată la curent. Conductoarele scurte de secțiune transversală mare au o rezistență mică la curent.

Dacă luăm doi conductori din materiale diferite, dar de aceeași lungime și secțiune, atunci conductorii vor conduce curentul în moduri diferite. Aceasta arată că rezistența unui conductor depinde de materialul conductorului însuși.

Temperatura unui conductor afectează și rezistența acestuia. Odată cu creșterea temperaturii, rezistența metalelor crește, iar rezistența lichidelor și a cărbunelui scade. Doar unele aliaje metalice speciale (manganină, constantan, nichelină și altele) aproape că nu își schimbă rezistența odată cu creșterea temperaturii.

Deci, vedem că rezistența electrică a conductorului depinde de: 1) lungimea conductorului, 2) secțiunea transversală a conductorului, 3) materialul conductorului, 4) temperatura conductorului.

Unitatea de rezistență este un ohm. Om este adesea notat cu litera majusculă grecească Ω (omega). Deci, în loc să scrieți „Rezistența conductorului este de 15 ohmi”, puteți scrie pur și simplu: r= 15Ω.
1000 ohmi se numesc 1 kiloohm(1kΩ sau 1kΩ),
1.000.000 de ohmi se numește 1 megaohm(1mgOhm, sau 1MΩ).

Când se compară rezistența conductorilor din diferite materiale, este necesar să se ia o anumită lungime și secțiune pentru fiecare probă. Apoi vom putea judeca ce material conduce curentul electric mai bine sau mai rău.

Video 1. Rezistența conductorului

Rezistenta electrica specifica

Se numește rezistența în ohmi a unui conductor de 1 m lungime, cu o secțiune transversală de 1 mm² rezistivitateși este notat cu litera greacă ρ (ro).

Tabelul 1 prezintă rezistențele specifice ale unor conductori.

tabelul 1

Rezistivitatea diverșilor conductori

Tabelul arată că un fir de fier cu o lungime de 1 m și o secțiune transversală de 1 mm² are o rezistență de 0,13 ohmi. Pentru a obține 1 ohm de rezistență, trebuie să luați 7,7 m dintr-un astfel de fir. Argintul are cea mai scăzută rezistivitate. 1 ohm de rezistență poate fi obținut prin luarea a 62,5 m de sârmă de argint cu o secțiune transversală de 1 mm². Argintul este cel mai bun conductor, dar costul argintului împiedică utilizarea lui pe scară largă. După argint din tabel vine cuprul: 1 m de sârmă de cupru cu o secțiune transversală de 1 mm² are o rezistență de 0,0175 ohmi. Pentru a obține o rezistență de 1 ohm, trebuie să luați 57 m dintr-un astfel de fir.

Pur din punct de vedere chimic, obținut prin rafinare, cuprul și-a găsit o utilizare pe scară largă în inginerie electrică pentru fabricarea de fire, cabluri, înfășurări ale mașinilor și aparatelor electrice. Aluminiul și fierul sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă ca conductori.

Rezistența unui conductor poate fi determinată prin formula:

Unde r- rezistenta conductorului in ohmi; ρ - rezistenta specifica a conductorului; l este lungimea conductorului în m; S– secțiunea conductorului în mm².

Exemplul 1 Determinați rezistența a 200 m de sârmă de fier cu o secțiune transversală de 5 mm².

Exemplul 2 Calculați rezistența a 2 km de sârmă de aluminiu cu o secțiune transversală de 2,5 mm².

Din formula rezistenței, puteți determina cu ușurință lungimea, rezistivitatea și secțiunea transversală a conductorului.

Exemplul 3 Pentru un receptor radio, este necesar să înfășurați o rezistență de 30 ohmi dintr-un fir nichelat cu o secțiune transversală de 0,21 mm². Determinați lungimea necesară a firului.

Exemplul 4 Determinați secțiunea transversală a 20 m de fir nicrom dacă rezistența acestuia este de 25 ohmi.

Exemplul 5 Un fir cu o secțiune transversală de 0,5 mm² și o lungime de 40 m are o rezistență de 16 ohmi. Determinați materialul firului.

Materialul unui conductor îi caracterizează rezistivitatea.

Conform tabelului de rezistivitate, constatăm că plumbul are o astfel de rezistență.

S-a afirmat mai sus că rezistența conductorilor depinde de temperatură. Să facem următorul experiment. Înfășurăm câțiva metri de sârmă subțire de metal sub formă de spirală și transformăm această spirală într-un circuit de baterie. Pentru a măsura curentul din circuit, porniți ampermetrul. Când încălziți spirala în flacăra arzătorului, puteți vedea că citirile ampermetrului vor scădea. Aceasta arată că rezistența firului metalic crește odată cu încălzirea.

Pentru unele metale, atunci când sunt încălzite cu 100 °, rezistența crește cu 40 - 50%. Există aliaje care își modifică ușor rezistența cu căldura. Unele aliaje speciale își schimbă greu rezistența cu temperatura. Rezistența conductoarelor metalice crește odată cu creșterea temperaturii, rezistența electroliților (conductoare lichide), a cărbunelui și a unor solide, dimpotrivă, scade.

Capacitatea metalelor de a-și modifica rezistența la schimbările de temperatură este folosită pentru a construi termometre de rezistență. Un astfel de termometru este un fir de platină înfășurat pe un cadru de mică. Prin plasarea unui termometru, de exemplu, într-un cuptor și măsurarea rezistenței firului de platină înainte și după încălzire, se poate determina temperatura în cuptor.

Modificarea rezistenței conductorului atunci când este încălzit, la 1 ohm de rezistență inițială și 1 ° temperatură, se numește coeficient de rezistență la temperaturăși este notat cu litera α.

Dacă la o temperatură t 0 rezistența conductorului este r 0 și la temperatură t egală r t, apoi coeficientul de temperatură al rezistenței

Notă. Această formulă poate fi calculată numai într-un anumit interval de temperatură (până la aproximativ 200°C).

Oferim valorile coeficientului de temperatură al rezistenței α pentru unele metale (tabelul 2).

masa 2

Valorile coeficientului de temperatură pentru unele metale

Din formula pentru coeficientul de temperatură al rezistenței, determinăm r t:

r t = r 0 .

Exemplul 6 Determinați rezistența unui fir de fier încălzit la 200°C dacă rezistența lui la 0°C a fost de 100 ohmi.

r t = r 0 = 100 (1 + 0,0066 × 200) = 232 ohmi.

Exemplul 7 Un termometru de rezistență realizat din sârmă de platină într-o încăpere cu o temperatură de 15°C avea o rezistență de 20 ohmi. Termometrul a fost introdus în cuptor și după un timp i s-a măsurat rezistența. S-a dovedit a fi egal cu 29,6 ohmi. Determinați temperatura în cuptor.

conductivitate electrică

Până acum am considerat rezistența conductorului drept un obstacol pe care conductorul îl asigură curentului electric. Cu toate acestea, curentul trece prin conductor. Prin urmare, pe lângă rezistență (obstacole), conductorul are și capacitatea de a conduce curentul electric, adică conductivitatea.

Cu cât un conductor are mai multă rezistență, cu atât are mai puțină conductivitate, cu atât conduce mai rău curentul electric și, invers, cu cât rezistența unui conductor este mai mică, cu atât are mai multă conductivitate, cu atât trece mai ușor curentul prin conductor. Prin urmare, rezistența și conductivitatea conductorului sunt mărimi reciproce.

Din matematică se știe că reciproca lui 5 este 1/5 și, invers, reciproca lui 1/7 este 7. Prin urmare, dacă rezistența unui conductor este notă cu litera r, atunci conductivitatea este definită ca 1/ r. Conductibilitatea este de obicei indicată cu litera g.

Conductivitatea electrică se măsoară în (1/ohm) sau siemens.

Exemplul 8 Rezistența conductorului este de 20 ohmi. Determinați-i conductivitatea.

În cazul în care un r= 20 Ohm, atunci

Exemplul 9 Conductivitatea conductorului este de 0,1 (1/ohm). Determinați-i rezistența

Dacă g \u003d 0,1 (1 / Ohm), atunci r= 1 / 0,1 = 10 (ohmi)

Convertor de lungime și distanță Convertor de masă Convertor de volum pentru alimente și alimente în vrac Convertor de zonă Convertor de volum și rețetă Convertor de unități Convertor de temperatură Convertor de presiune, stres, modul Young Convertor de energie și de lucru Convertor de putere Convertor de forță Convertor de timp Convertor de viteză liniar Convertor de unghi plat Convertor de eficiență termică și eficiență a combustibilului de numere în diferite sisteme numerice Convertor de unități de măsură ale cantității de informații Rate valutare Dimensiunile îmbrăcămintei și pantofilor pentru femei Dimensiunile îmbrăcămintei și pantofilor pentru bărbați Convertor de viteză unghiulară și de frecvență de rotație Convertor de accelerație Convertor de accelerație unghiulară Convertor de densitate Convertor de volum specific Convertor de moment de inerție Moment Convertor de forță Convertor de cuplu Convertor de putere calorică specifică (în masă) Convertor de densitate de energie și putere calorică specifică (în volum) Convertor de diferență de temperatură Convertor de coeficient Coeficient de dilatare termică Convertor de rezistență termică Convertor de conductivitate termică Convertor de capacitate termică specifică Convertor de expunere la energie și de putere radiantă Convertor de densitate a fluxului de căldură Convertor de coeficient de transfer de căldură Convertor de debit de volum Convertor de debit de masă Convertor de debit molar Convertor de densitate de flux de masă Convertor de concentrație molară Convertor de masă Concentrație (în soluție) Convertor de vâscozitate cinematică Convertor de tensiune de suprafață Convertor de permeabilitate la vapori Convertor de permeabilitate la vapori și de viteză de transfer de vapori Convertor de nivel de sunet Convertor de sensibilitate a microfonului Convertor de nivel de presiune sonoră (SPL) Convertor de nivel de presiune sonoră cu presiune de referință selectabilă Convertor de luminozitate Convertor de intensitate luminoasă Convertor de iluminare Graficul de frecvență și de putere a convertitorului la Dioptrie x și Lungimea focală Dioptrie Putere și mărire a lentilei (×) Convertor de încărcare electrică Convertor de densitate de încărcare liniară Convertor de densitate de încărcare de suprafață Convertor de densitate de încărcare în vrac Convertor de curent electric Convertor de densitate de curent liniar Convertor de densitate de curent de suprafață Convertor de intensitate a câmpului electric Convertor de tensiune și de potențial electrostatic Convertor Rezistență electrică Convertor de rezistivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Convertor de capacitate de inductanță Convertor de sârmă din SUA Niveluri în dBm (dBm sau dBmW), dBV (dBV), wați etc. unități Convertor de forță magnetică Convertor de intensitate a câmpului magnetic Convertor de flux magnetic Convertor de inducție magnetică Radiație. Radiații ionizante absorbite de doză Convertor Radioactivitate. Radiație Convertor Dezintegrare Radioactivă. Radiație de convertizor de doză de expunere. Convertor de doză absorbită Convertor de prefix zecimal Transfer de date Tipografie și unități de prelucrare a imaginii Convertor de unități de volum de lemn Calcularea masei molare Tabel periodic al elementelor chimice de D. I. Mendeleev

1 ohm centimetru [ohm cm] = 0,01 ohm metru [ohm m]

Valoarea initiala

Valoare convertită

ohm metru ohm centimetru ohm inch microohm centimetru microohm inch abohm centimetru stat per centimetru circular mil ohm per foot ohm sq. milimetru pe metru

Mai multe despre rezistivitatea electrică

Informatii generale

De îndată ce electricitatea a părăsit laboratoarele oamenilor de știință și a început să fie introdusă pe scară largă în practica vieții de zi cu zi, s-a pus problema găsirii unor materiale care au anumite caracteristici, uneori complet opuse, în raport cu fluxul de curent electric prin ele.

De exemplu, la transmiterea energiei electrice pe o distanță lungă, s-au impus cerințe asupra materialului firelor pentru a minimiza pierderile datorate încălzirii Joule în combinație cu caracteristicile de greutate redusă. Un exemplu în acest sens sunt liniile electrice de înaltă tensiune familiare realizate din fire de aluminiu cu miez de oțel.

Sau, invers, pentru a crea încălzitoare electrice tubulare compacte au fost necesare materiale cu o rezistență electrică relativ mare și stabilitate termică ridicată. Cel mai simplu exemplu de dispozitiv care utilizează materiale cu proprietăți similare este arzătorul unei sobe electrice obișnuite de bucătărie.

De la conductorii utilizați în biologie și medicină ca electrozi, sonde și sonde, sunt necesare rezistență chimică ridicată și compatibilitate cu biomaterialele, combinate cu rezistență scăzută la contact.

O întreagă galaxie de inventatori din diferite țări: Anglia, Rusia, Germania, Ungaria și SUA și-au pus eforturile în dezvoltarea unui astfel de dispozitiv acum familiar tuturor ca lampă incandescentă. Thomas Edison, după ce a efectuat mai mult de o mie de experimente pentru a testa proprietățile materialelor potrivite pentru rolul filamentelor, a creat o lampă cu o spirală de platină. Lămpile Edison, deși aveau o durată de viață lungă, nu erau practice din cauza costului ridicat al materialului sursă.

Lucrările ulterioare ale inventatorului rus Lodygin, care a propus folosirea tungstenului și molibdenului refractar relativ ieftine cu o rezistivitate mai mare ca materiale cu filet, a găsit o aplicație practică. În plus, Lodygin a propus pomparea aerului din becurile incandescente, înlocuirea acestuia cu gaze inerte sau nobile, ceea ce a dus la crearea lămpilor cu incandescență moderne. Pionierul producției în masă a lămpilor electrice accesibile și durabile a fost General Electric, căreia Lodygin i-a cesionat drepturile asupra patentelor sale și apoi a lucrat cu succes în laboratoarele companiei pentru o lungă perioadă de timp.

Această listă poate fi continuată, deoarece mintea umană iscoditoare este atât de inventiva încât uneori, pentru a rezolva o anumită problemă tehnică, are nevoie de materiale cu proprietăți până acum necunoscute sau cu combinații incredibile ale acestor proprietăți. Natura nu mai ține pasul cu poftele noastre, iar oameni de știință din întreaga lume s-au alăturat cursei pentru a crea materiale care nu au analogi naturali.

Una dintre cele mai importante caracteristici ale materialelor naturale și sintetizate este rezistivitatea electrică. Un exemplu de dispozitiv electric în care această proprietate este utilizată în forma sa cea mai pură este o siguranță care protejează echipamentele noastre electrice și electronice de efectele curentului care depășește valorile admise.

În același timp, trebuie remarcat faptul că sunt înlocuitori de casă pentru siguranțele standard, realizate fără cunoașterea rezistivității materialului, care provoacă uneori nu numai arderea diferitelor elemente ale circuitelor electrice, ci și incendii în case și aprindere. de cablare la mașini.

Același lucru este valabil și pentru înlocuirea siguranțelor în rețelele de alimentare, atunci când este instalată o siguranță cu un curent de funcționare mai mare în locul unei siguranțe cu un rating mai mic. Acest lucru duce la supraîncălzirea cablajului electric și chiar, ca urmare, la apariția unor incendii cu consecințe triste. Acest lucru este valabil mai ales pentru casele cu cadru.

Referință istorică

Conceptul de rezistivitate electrică a apărut datorită lucrărilor faimosului fizician german Georg Ohm, care a fundamentat teoretic și, în cursul a numeroase experimente, a demonstrat relația dintre puterea curentului, forța electromotoare a bateriei și rezistența tuturor părților circuit, descoperind astfel legea circuitului electric elementar, numit apoi după el. Ohm a investigat dependența mărimii curentului care curge de mărimea tensiunii aplicate, de lungimea și forma materialului conductor, precum și de tipul de material folosit ca mediu conductor.

În același timp, trebuie să aducem un omagiu muncii lui Sir Humphrey Davy, un chimist, fizician și geolog englez, care a fost primul care a stabilit dependența rezistenței electrice a unui conductor de lungimea și aria secțiunii sale transversale și a remarcat, de asemenea, dependența conductivității electrice de temperatură.

Investigand dependența fluxului de curent electric de tipul de materiale, Ohm a descoperit că fiecare material conductor disponibil avea o caracteristică inerentă de rezistență la fluxul de curent.

Trebuie remarcat faptul că pe vremea lui Ohm, unul dintre cei mai răspândiți conductori de astăzi - aluminiul - avea statutul de metal deosebit de prețios, așa că Ohm s-a limitat la experimente cu cupru, argint, aur, platină, zinc, cositor, plumb. și fierul de călcat.

În cele din urmă, Ohm a introdus conceptul de rezistivitate electrică a unui material ca o caracteristică fundamentală, neștiind absolut nimic despre natura fluxului de curent în metale sau despre dependența rezistenței acestora de temperatură.

Rezistenta electrica specifica. Definiție

Rezistivitatea electrică sau pur și simplu rezistivitatea este o caracteristică fizică fundamentală a unui material conductiv care caracterizează capacitatea unei substanțe de a împiedica trecerea unui curent electric. Se notează cu litera greacă ρ (pronunțată rho) și se calculează din formula empirică de calcul a rezistenței obținută de Georg Ohm.

sau de aici

unde R este rezistența în ohmi, S este aria în m²/, L este lungimea în m

Unitatea de măsură a rezistivității electrice în Sistemul internațional de unități SI este exprimată în Ohm m.

Aceasta este rezistența unui conductor cu o lungime de 1 m și o suprafață a secțiunii transversale de 1 m² / o valoare de 1 ohm.

În inginerie electrică, pentru comoditatea calculelor, se obișnuiește să se utilizeze derivata rezistivității electrice, exprimată în Ohm mm² / m. Valorile de rezistivitate pentru cele mai comune metale și aliajele acestora pot fi găsite în cărțile de referință relevante.

Tabelele 1 și 2 prezintă valorile rezistivității diferitelor materiale cele mai comune.

Tabelul 1. Rezistivitatea unor metale

Tabelul 2. Rezistivitatea aliajelor comune

Rezistența electrică specifică a diferitelor medii. Fizica fenomenelor

Rezistențe electrice specifice ale metalelor și aliajelor acestora, semiconductori și dielectrici

Astăzi, înarmați cu cunoștințe, suntem capabili să precalculam rezistivitatea electrică a oricărui material, atât natural, cât și sintetizat, pe baza compoziției sale chimice și a stării fizice asumate.

Aceste cunoștințe ne ajută să folosim mai bine posibilitățile materialelor, uneori destul de exotice și unice.

Având în vedere ideile predominante, din punct de vedere al fizicii, solidele sunt împărțite în substanțe cristaline, policristaline și amorfe.

Cea mai ușoară cale, în ceea ce privește calculul tehnic al rezistivității sau măsurarea acesteia, este cazul substanțelor amorfe. Nu au o structură cristalină pronunțată (deși pot avea incluziuni microscopice ale unor astfel de substanțe), sunt relativ omogene ca compoziție chimică și prezintă proprietăți caracteristice unui anumit material.

Pentru substanțele policristaline formate dintr-o colecție de cristale relativ mici de aceeași compoziție chimică, comportamentul proprietăților nu este foarte diferit de comportamentul substanțelor amorfe, deoarece rezistivitatea electrică este de obicei definită ca o proprietate agregată integrală a unei anumite probe de material.

Situația este mai complicată cu substanțele cristaline, în special cu monocristalele, care au rezistivitate electrică și alte caracteristici electrice diferite în raport cu axele de simetrie ale cristalelor lor. Această proprietate se numește anizotropie cristalină și este utilizată pe scară largă în tehnologie, în special, în circuitele de inginerie radio ale oscilatoarelor de cuarț, unde stabilitatea frecvenței este determinată tocmai de generarea de frecvențe inerente unui anumit cristal de cuarț.

Fiecare dintre noi, fiind deținătorul unui computer, tabletă, telefon mobil sau smartphone, inclusiv posesorii de ceasuri electronice până la iWatch, este și posesorul unui cristal de cuarț. Pe baza acestui fapt, se poate aprecia amploarea utilizării rezonatoarelor de cuarț în electronică, estimată la zeci de miliarde.

Printre altele, rezistivitatea multor materiale, în special a semiconductorilor, depinde de temperatură, așa că datele de referință sunt de obicei date cu temperatura de măsurare, de obicei 20 °C.

Proprietățile unice ale platinei, care are o dependență constantă și bine studiată a rezistivității electrice de temperatură, precum și posibilitatea de a obține metal de înaltă puritate, au servit ca o condiție prealabilă pentru crearea de senzori pe baza ei într-un interval larg de temperatură. .

Pentru metale, răspândirea valorilor de referință ale rezistivității se datorează metodelor de fabricație a probelor și purității chimice a metalului acestei probe.

Pentru aliaje, o gamă mai largă de valori de referință ale rezistivității se datorează metodelor de preparare a probei și variabilității compoziției aliajului.

Rezistivitatea electrică a lichidelor (electroliți)

Înțelegerea rezistivității lichidelor se bazează pe teoriile disocierii termice și ale mobilității cationilor și anionilor. De exemplu, în cel mai comun lichid de pe Pământ, apa obișnuită, unele dintre moleculele sale se descompun în ioni sub influența temperaturii: cationi H+ și anioni OH–. Când se aplică o tensiune externă electrozilor scufundați în apă în condiții normale, apare un curent din cauza mișcării ionilor menționați mai sus. După cum sa dovedit, în grupuri de apă se formează asociații întregi de molecule, uneori combinate cu cationi H+ sau anioni OH–. Prin urmare, transferul ionilor de către clustere sub influența unei tensiuni electrice are loc astfel: acceptând un ion în direcția câmpului electric aplicat pe de o parte, clusterul „pica” un ion similar pe cealaltă parte. Prezența ciorchinelor în apă explică perfect faptul științific că la o temperatură de aproximativ 4 ° C, apa are cea mai mare densitate. Majoritatea moleculelor de apă în acest caz sunt în clustere datorită acțiunii hidrogenului și a legăturilor covalente, practic în stare cvasicristalină; în acest caz, disocierea termică este minimă, iar formarea cristalelor de gheață, care are o densitate mai mică (gheața plutește în apă), nu a început încă.

În general, rezistivitatea lichidelor arată o dependență mai puternică de temperatură, astfel încât această caracteristică se măsoară întotdeauna la o temperatură de 293 K, ceea ce corespunde unei temperaturi de 20 °C.

Pe lângă apă, există un număr mare de alți solvenți capabili să creeze cationi și anioni de soluți. Cunoașterea și măsurarea rezistivității unor astfel de soluții este, de asemenea, de mare importanță practică.

Pentru soluțiile apoase de săruri, acizi și alcalii, concentrația substanței dizolvate joacă un rol semnificativ în determinarea rezistivității soluției. Un exemplu este următorul tabel, care arată valorile rezistivității diferitelor substanțe dizolvate în apă la o temperatură de 18 ° C:

Tabelul 3. Valorile de rezistivitate ale diferitelor substanțe dizolvate în apă la o temperatură de 18 °C

Datele tabelelor sunt preluate din Brevetul de referință fizică și tehnică, volumul 1, - M .: 1960

Rezistivitatea izolatorilor

De mare importanță în ramurile ingineriei electrice, electronice, inginerie radio și robotică este o întreagă clasă de diverse substanțe care au o rezistivitate relativ mare. Indiferent de starea lor de agregare, fie ea solidă, lichidă sau gazoasă, astfel de substanțe se numesc izolatori. Astfel de materiale sunt folosite pentru a izola părțile individuale ale circuitelor electrice unele de altele.

Un exemplu de izolatori solidi este banda electrică flexibilă familiară, datorită căreia restaurăm izolația atunci când conectăm diverse fire. Mulți sunt familiarizați cu izolatorii din porțelan pentru suspendarea liniilor electrice aeriene, plăci de textolit cu componente electronice care fac parte din majoritatea produselor electronice, ceramică, sticlă și multe alte materiale. Materialele izolatoare solide moderne pe bază de materiale plastice și elastomeri fac sigură utilizarea curentului electric de diferite tensiuni într-o mare varietate de dispozitive și dispozitive.

Pe lângă izolatorii solizi, izolatorii lichidi cu rezistivitate ridicată sunt utilizați pe scară largă în inginerie electrică. În transformatoarele de putere ale rețelelor electrice, uleiul de transformator lichid previne defecțiunile între ture din cauza EMF de auto-inducție, izolând în mod fiabil spirele înfășurărilor. În întrerupătoarele cu ulei, uleiul este folosit pentru a stinge arcul electric care apare la comutarea surselor de curent. Uleiul de condensator este folosit pentru a crea condensatoare compacte cu performanțe electrice ridicate; pe lângă aceste uleiuri, uleiul de ricin natural și uleiurile sintetice sunt folosite ca izolatori lichizi.

La presiunea atmosferică normală, toate gazele și amestecurile lor sunt izolatori excelenți din punct de vedere al ingineriei electrice, dar gazele nobile (xenon, argon, neon, kripton), datorită inerției lor, au o rezistivitate mai mare, care este utilizată pe scară largă în unele domenii ale tehnologiei.

Dar cel mai comun izolator este aerul, compus în principal din azot molecular (75% din masă), oxigen molecular (23,15% din masă), argon (1,3% din masă), dioxid de carbon, hidrogen, apă și unele impurități.diverse gaze nobile. . Izolează fluxul de curent în întrerupătoarele de lumină convenționale de uz casnic, întrerupătoarele de curent bazate pe relee, demaroare magnetice și întrerupătoare mecanice. Trebuie remarcat faptul că o scădere a presiunii gazelor sau a amestecurilor acestora sub presiunea atmosferică duce la o creștere a rezistivității lor electrice. Izolatorul ideal în acest sens este vidul.

Rezistenta electrica specifica a diverselor soluri

Una dintre cele mai importante modalități de a proteja o persoană de efectele dăunătoare ale curentului electric în cazul unor accidente în instalațiile electrice este un dispozitiv de protecție de împământare.

Este conectarea intenționată a unei carcase sau carcase electrice la un dispozitiv de protecție la pământ. De obicei, împământarea se realizează sub formă de benzi de oțel sau cupru, țevi, tije sau unghiuri îngropate în pământ la o adâncime mai mare de 2,5 metri, care, în caz de accident, asigură fluxul de curent de-a lungul circuitului. dispozitiv - carcasă sau carcasă - pământ - fir neutru al sursei AC. Rezistența acestui circuit nu trebuie să fie mai mare de 4 ohmi. În acest caz, tensiunea de pe carcasa dispozitivului de urgență este redusă la valori care sunt sigure pentru oameni, iar dispozitivele automate pentru protejarea circuitului electric într-un fel sau altul opresc dispozitivul de urgență.

La calcularea elementelor de împământare de protecție, cunoașterea rezistivității solurilor joacă un rol important, care poate varia într-o gamă largă.

În conformitate cu datele din tabelele de referință, aria dispozitivului de împământare este selectată, numărul de elemente de împământare și proiectarea reală a întregului dispozitiv sunt calculate din aceasta. Conectarea elementelor structurale ale dispozitivului de legare la pământ de protecție se realizează prin sudare.

Electrotomografie

Explorarea electrică studiază mediul geologic din apropierea suprafeței, este folosită pentru a căuta minereu și minerale nemetalice și alte obiecte pe baza studiului diferitelor câmpuri electrice și electromagnetice artificiale. Un caz special de explorare electrică este tomografia cu rezistivitate electrică - o metodă de determinare a proprietăților rocilor prin rezistivitatea lor.

Esența metodei este că la o anumită poziție a sursei de câmp electric se fac măsurători de tensiune pe diverse sonde, apoi sursa de câmp este mutată în alt loc sau comutată în altă sursă și măsurătorile sunt repetate. Sursele de câmp și sondele receptor de câmp sunt plasate la suprafață și în puțuri.

Apoi datele primite sunt procesate și interpretate folosind metode moderne de procesare computerizată care permit vizualizarea informațiilor sub formă de imagini bidimensionale și tridimensionale.

Fiind o metodă de căutare foarte precisă, electrotomografia oferă o asistență neprețuită geologilor, arheologilor și paleozoologilor.

Determinarea formei de apariție a zăcămintelor de minerale și a limitelor distribuției lor (conturarea) face posibilă identificarea apariției zăcămintelor de minerale, ceea ce reduce semnificativ costul dezvoltării lor ulterioare.

Pentru arheologi, această metodă de căutare oferă informații valoroase despre locația înmormântărilor antice și prezența artefactelor în acestea, reducând astfel costurile de excavare.

Paleozoologii folosesc electrotomografia pentru a căuta resturi fosilizate de animale antice; rezultatele muncii lor pot fi văzute în muzeele de științe naturale sub formă de reconstituiri uimitoare ale scheletelor megafaunei preistorice.

În plus, tomografia electrică este utilizată în construcția și exploatarea ulterioară a structurilor de inginerie: clădiri înalte, diguri, diguri, terasamente și altele.

Definițiile rezistivității în practică

Uneori, pentru a rezolva probleme practice, ne putem confrunta cu sarcina de a determina compoziția unei substanțe, de exemplu, un fir pentru un tăietor de spumă de polistiren. Avem două bobine de sârmă cu un diametru adecvat din diverse materiale necunoscute nouă. Pentru a rezolva problema, este necesar să găsiți rezistivitatea lor electrică și apoi să determinați materialul firului folosind diferența dintre valorile găsite sau folosind un tabel de referință.

Măsurăm cu o bandă de măsurare și tăiem 2 metri de sârmă din fiecare probă. Să determinăm diametrele firelor d₁ și d₂ cu un micrometru. Pornind multimetrul la limita inferioară a măsurării rezistenței, măsuram rezistența probei R₁. Repetăm ​​procedura pentru o altă probă și, de asemenea, îi măsurăm rezistența R₂.

Luăm în considerare faptul că aria secțiunii transversale a firelor este calculată prin formula

S = π d 2 /4

Acum formula pentru calcularea rezistivității electrice va arăta astfel:

ρ = R π d 2 /4 L

Înlocuind valorile obținute ale lui L, d₁ și R₁ în formula de calcul a rezistivității din articolul de mai sus, calculăm valoarea lui ρ₁ pentru prima probă.

ρ 1 \u003d 0,12 ohmi mm 2 / m

Înlocuind valorile obținute ale lui L, d₂ și R₂ în formulă, calculăm valoarea lui ρ₂ pentru a doua probă.

ρ 2 \u003d 1,2 ohmi mm 2 / m

Din compararea valorilor lui ρ₁ și ρ₂ cu datele de referință din tabelul 2 de mai sus, ajungem la concluzia că materialul primului eșantion este oțel, iar cel de-al doilea eșantion este nicrom, din care vom face șirul de tăiere.

Vi se pare dificil să traduceți unitățile de măsură dintr-o limbă în alta? Colegii sunt gata să vă ajute. Postați o întrebare la TCTermsși în câteva minute vei primi un răspuns.