doma

greznica

Specifična električna upornost niklja. Električna upornost in prevodnost

Upornost priljubljenih prevodnikov (kovine in zlitine). Upornost jekla

Upornost železa, aluminija in drugih prevodnikov

Za prenos električne energije na velike razdalje je treba paziti, da čim bolj zmanjšamo izgube, ki so posledica premagovanja upora prevodnikov, ki sestavljajo električni vod. Seveda to ne pomeni, da takšne izgube, ki se že pojavljajo posebej v tokokrogih in odjemnih napravah, ne igrajo vloge.

Zato je pomembno poznati parametre vseh uporabljenih elementov in materialov. In ne samo električni, ampak tudi mehanski. In da imate na razpolago nekaj priročnih referenčnih materialov, ki vam omogočajo primerjavo lastnosti različnih materialov in natančno izberejo tisto, kar bo v določeni situaciji optimalno za načrtovanje in delovanje. V daljnovodih, kjer je naloga najbolj produktivna, tj. , z visoko učinkovitostjo, da energijo prinese potrošniku, se upošteva tako ekonomika izgub kot tudi mehanika samih vodov. Končna ekonomska učinkovitost linije je odvisna od mehanike - to je razporeditve in razporeditve vodnikov, izolatorjev, nosilcev, povišanih / padajočih transformatorjev, teže in trdnosti vseh konstrukcij, vključno z žicami, raztegnjenimi na dolge razdalje, kot tudi o materialih, izbranih za vsak konstrukcijski element, njegovem delu in obratovalnih stroških. Poleg tega so pri vodih, ki oddajajo električno energijo, zahteve po zagotavljanju varnosti tako samih vodov kot okolja, kjer potekajo, višje. In to povečuje stroške tako za zagotovitev ožičenja električne energije kot za dodatno varnostno mejo za vse strukture.

Za primerjavo so podatki običajno reducirani v eno samo primerljivo obliko. Pogosto se takim značilnostim doda epitet "specifičen", same vrednosti pa se upoštevajo na nekaterih standardih, poenotenih glede na fizične parametre. Na primer, električna upornost je upor (ohm) prevodnika, izdelanega iz neke kovine (baker, aluminij, jeklo, volfram, zlato), ki ima enotno dolžino in enotni odsek v sistemu uporabljenih enot (običajno v SI). Poleg tega je določena temperatura, saj se lahko pri segrevanju upor prevodnikov obnaša drugače. Za osnovo so vzeti normalni povprečni pogoji delovanja - pri 20 stopinjah Celzija. In kjer so lastnosti pomembne pri spreminjanju parametrov medija (temperatura, tlak), se uvedejo koeficienti in sestavijo dodatne tabele in grafi odvisnosti.

Vrste upornosti

Ker je odpornost:

aktivni - ali ohmski, uporni - nastanejo zaradi stroškov električne energije za ogrevanje prevodnika (kovine), ko skozenj teče električni tok, in
reaktivno - kapacitivno ali induktivno - ki izhaja iz neizogibnih izgub za ustvarjanje kakršnih koli sprememb v toku, ki poteka skozi prevodnik električnih polj, je lahko upornost prevodnika dve različici:

Specifična električna upornost na enosmerni tok (uporovnega značaja) in
Specifična električna upornost na izmenični tok (reaktivnega značaja).

Tu je upornost tipa 2 kompleksna vrednost, sestavljena je iz dveh komponent TP - aktivne in reaktivne, saj uporni upor vedno obstaja, ko tok teče, ne glede na njegovo naravo, reaktiven pa se pojavi le s kakršno koli spremembo toka v tokokrogih. V enosmernih tokokrogih se reaktanca pojavi le med prehodnimi pojavi, ki so povezani s tokom vklopljenega (sprememba toka od 0 do nazivnega) ali izklopljenega (razlika od nominalne do 0). In običajno se upoštevajo le pri načrtovanju zaščite pred preobremenitvijo.

V AC vezjih so pojavi, povezani z reaktancami, veliko bolj raznoliki. Odvisni niso le od dejanskega prehoda toka skozi določen odsek, temveč tudi od oblike prevodnika, odvisnost pa ni linearna.

Dejstvo je, da izmenični tok inducira električno polje tako okoli prevodnika, skozi katerega teče, kot v samem prevodniku. In iz tega polja nastanejo vrtinčni tokovi, ki dajejo učinek "izrivanja" dejanskega glavnega gibanja nabojev iz globine celotnega odseka prevodnika na njegovo površino, tako imenovani "učinek kože" (iz kože). - koža). Izkazalo se je, da vrtinčni tokovi tako rekoč "kradejo" njegov presek od prevodnika. Tok teče v določeni plasti blizu površine, preostala debelina prevodnika ostane neizkoriščena, ne zmanjša njegove upornosti in preprosto nima smisla povečati debeline prevodnikov. Še posebej pri visokih frekvencah. Zato se za izmenični tok upori merijo v takšnih prerezih prevodnikov, kjer lahko celoten presek štejemo za blizu površine. Takšna žica se imenuje tanka, njena debelina je enaka dvakratni globini te površinske plasti, kjer vrtinčni tokovi izpodrivajo uporabni glavni tok, ki teče v prevodniku.

Seveda učinkovito prevajanje izmeničnega toka ni omejeno na zmanjšanje debeline žic, ki so okroglega prereza. Prevodnik lahko stanjšamo, a hkrati naredimo ravno v obliki traku, potem bo presek višji od prereza okrogle žice, upor pa je nižji. Poleg tega bo preprosto povečanje površine vplivalo na povečanje efektivnega preseka. Enako je mogoče doseči z uporabo napredne žice namesto enega samega pramena, poleg tega je napredna žica boljša po prožnosti kot enojni pramen, kar je pogosto tudi dragoceno. Po drugi strani pa je ob upoštevanju kožnega učinka v žicah mogoče narediti žice sestavljene tako, da jedro naredimo iz kovine, ki ima dobre lastnosti trdnosti, kot je jeklo, vendar nizke električne lastnosti. Hkrati je čez jeklo izdelana aluminijasta pletenica, ki ima nižjo upornost.

Poleg skin efekta na tok izmeničnega toka v vodnikih vpliva tudi vzbujanje vrtinčnih tokov v okoliških vodnikih. Takšni tokovi se imenujejo odjemni tokovi in se inducirajo tako v kovinah, ki ne igrajo vloge ožičenja (nosijo strukturne elemente), kot v žicah celotnega prevodnega kompleksa - igrajo vlogo žic drugih faz, nič, ozemljitev .

Vse te pojave najdemo v vseh zasnovah, povezanih z elektriko, kar še dodatno poudarja pomen, da imate na voljo povzetke referenčnih informacij za najrazličnejše materiale.

Upornost vodnikov se meri z zelo občutljivimi in natančnimi instrumenti, saj so kovine izbrane za ožičenje in imajo najnižjo odpornost - reda ohmov * 10-6 na meter dolžine in kvadrat. mm odsekov. Za merjenje upornosti izolacije so potrebni instrumenti, nasprotno, z razponi zelo velikih vrednosti upora - običajno megohmov. Jasno je, da morajo vodniki dobro prevajati, izolatorji pa dobro izolirani.

Tabela

Železo kot prevodnik v elektrotehniki

Železo je v naravi in tehnologiji najpogostejša kovina (za vodikom, ki je tudi kovina). Je tudi najcenejši in ima odlične trdnostne lastnosti, zato se povsod uporablja kot osnova za trdnost različnih konstrukcij.

V elektrotehniki se železo uporablja kot prevodnik v obliki jeklenih upogljivih žic, kjer je potrebna fizična moč in prožnost, želeni upor pa je mogoče doseči z ustreznim prerezom.

S tabelo specifičnih uporov različnih kovin in zlitin je mogoče izračunati preseke žic iz različnih prevodnikov.

Za primer poskusimo najti električno enak presek prevodnikov iz različnih materialov: bakrenih, volframovih, nikljevih in železnih žic. Za začetno vzemite aluminijasto žico s prečnim prerezom 2,5 mm.

Potrebujemo, da je na dolžini 1 m upor žice vseh teh kovin enak upornosti prvotne. Odpornost aluminija na 1 m dolžine in 2,5 mm preseka bo enaka

, kjer je R upor, ρ je upornost kovine iz tabele, S je površina preseka, L je dolžina.

Če zamenjamo začetne vrednosti, dobimo upor meter dolgega kosa aluminijaste žice v ohmih.

Po tem rešimo formulo za S

, nadomestili bomo vrednosti iz tabele in dobili površine presekov za različne kovine.

Ker je upornost v tabeli merjena na žici dolžine 1 m, v mikroomih na 1 mm2 preseka, smo jo dobili v mikroomih. Če ga želite dobiti v ohmih, morate vrednost pomnožiti z 10-6. Toda število ohmov s 6 ničlami za decimalno vejico ni potrebno, da bi dobili, saj še vedno najdemo končni rezultat v mm2.

Kot lahko vidite, je odpornost železa precej velika, žica je debela.

Obstajajo pa materiali, ki imajo še več, na primer nikelin ali konstantan.

Podobni članki:

domelectrik.com

Tabela električne upornosti kovin in zlitin v elektrotehniki

domov > y >

Specifična odpornost kovin.

Specifična odpornost zlitin.

Vrednosti so podane pri t = 20° C. Upornosti zlitin so odvisne od njihove natančne sestave. Komentarji powered by HyperComments

tab.wikimassa.org

Specifični električni upor | svet varjenja

Električna upornost materialov

Električna upornost (upornost) - sposobnost snovi, da prepreči prehod električnega toka.

Merska enota (SI) - Ohm m; merjeno tudi v ohm cm in ohm mm2/m.

Temperatura materiala, °С Električna upornost, Ohm m

Kovine
aluminij	20	0,028 10-6
berilij	20	0,036 10-6
Fosforni bron	20	0,08 10-6
vanadij	20	0,196 10-6
Volfram	20	0,055 10-6
Hafnij	20	0,322 10-6
Duralumin	20	0,034 10-6
železo	20	0,097 10-6
Zlato	20	0,024 10-6
Iridij	20	0,063 10-6
kadmij	20	0,076 10-6
kalij	20	0,066 10-6
kalcij	20	0,046 10-6
kobalt	20	0,097 10-6
silicij	27	0,58 10-4
Medenina	20	0,075 10-6
magnezija	20	0,045 10-6
mangan	20	0,050 10-6
baker	20	0,017 10-6
magnezija	20	0,054 10-6
molibden	20	0,057 10-6
natrij	20	0,047 10-6
nikelj	20	0,073 10-6
Niobij	20	0,152 10-6
Kositer	20	0,113 10-6
Paladij	20	0,107 10-6
Platina	20	0,110 10-6
rodij	20	0,047 10-6
Merkur	20	0,958 10-6
Svinec	20	0,221 10-6
Srebrna	20	0,016 10-6
Jeklo	20	0,12 10-6
tantal	20	0,146 10-6
titan	20	0,54 10-6
krom	20	0,131 10-6
Cink	20	0,061 10-6
cirkonij	20	0,45 10-6
Lito železo	20	0,65 10-6
plastike
Getinax	20	109–1012
Kapron	20	1010–1011
Lavsan	20	1014–1016
Organsko steklo	20	1011–1013
stiropor	20	1011
PVC	20	1010–1012
polistiren	20	1013–1015
Polietilen	20	1015
Fiberglass	20	1011–1012
Tekstolit	20	107–1010
Celuloid	20	109
ebonit	20	1012–1014
gume
Guma	20	1011–1012
Tekočine
Transformatorsko olje	20	1010–1013
plini
Zrak	0	1015–1018
Les
Suhi les	20	109–1010
Minerali
Kremen	230	109
Sljuda	20	1011–1015
Različni materiali
Steklo	20	109–1013

LITERATURA

Alfa in Omega. Kratek opis / Tallinn: Printest, 1991 - 448 str.
Priročnik za osnovno fiziko / N.N. Koshkin, M.G. Širkevič. M., znanost. 1976. 256 str.
Referenčna knjiga o varjenju barvnih kovin / S.M. Gurevič. Kijev: Naukova Dumka. 1990. 512 str.

weldworld.com

Upornost kovin, elektrolitov in snovi (tabela)

Upornost kovin in izolatorjev

Referenčna tabela daje vrednosti p upornosti nekaterih kovin in izolatorjev pri temperaturi 18-20 ° C, izražene v ohm cm. Vrednost p za kovine je zelo odvisna od nečistoč, tabela daje vrednosti p za kemično čiste kovine, za izolatorje so podane približno. Kovine in izolatorji so v tabeli razvrščeni po naraščajočih vrednostih p.

Tabela upornosti kovin

čiste kovine	104 ρ (ohm cm)	čiste kovine	104 ρ (ohm cm)



aluminij
Duralumin
		platinit 2)

		argentan
mangan
		Manganin
Volfram		Constantan
molibden		Lesna zlitina 3)

		Alloy Rose 4)






Paladij		Fekhral 6)

Tabela upornosti izolatorjev

izolatorji		izolatorji


les suh

Celuloid
		kolofonija
Getinax		Kremena _\|_ os

Soda steklo		polistiren
pyrex steklo
Kremen \|\| osi
Taljeni kremen

Upornost čistih kovin pri nizkih temperaturah

Tabela prikazuje vrednosti upornosti (v ohm cm) nekaterih čistih kovin pri nizkih temperaturah (0°C).

Razmerje upornosti Rt / Rq čistih kovin pri temperaturi T ° K in 273 ° K.

Referenčna tabela prikazuje razmerje Rt / Rq upornosti čistih kovin pri temperaturi T ° K in 273 ° K.

čiste kovine
aluminij
aluminij


Volfram
Volfram






molibden
molibden

Upornost elektrolitov

V tabeli so podane vrednosti specifične odpornosti elektrolitov v ohm cm pri temperaturi 18 ° C. Koncentracija raztopin c je podana v odstotkih, ki določa število gramov brezvodne soli ali kisline v 100 g rešitev.

Vir informacij: KRATEK FIZIKALNO-TEHNIČNI PRIROČNIK / Zvezek 1, - M .: 1960.

infotables.ru

Električna upornost - jeklo

stran 1

Električna upornost jekla narašča z naraščanjem temperature, največje spremembe pa opazimo pri segrevanju na temperaturo Curiejeve točke. Po Curiejevi točki se vrednost električne upornosti neznatno spremeni in pri temperaturah nad 1000 C praktično ostane konstantna.

Zaradi visoke električne upornosti jekla ti iuKii ustvarjajo veliko upočasnitev razpada toka. Pri kontaktorjih za 100 a je čas padca 0 07 sek, pri kontaktorjih 600 a-0 pa 23 sek. Zaradi posebnih zahtev za kontaktorje serije KMV, ki so namenjeni vklopu in izklopu elektromagnetov pogonov oljnih odklopnikov, elektromagnetni mehanizem teh kontaktorjev omogoča nastavitev delovne in sprostitvene napetosti s prilagajanjem sile povratka. vzmet in posebna vzmet za odtrganje. Kontaktorji tipa KMV morajo delovati z globokim padcem napetosti. Zato lahko minimalna delovna napetost za te kontaktorje pade na 65 % UH. Ta nizka odjemna napetost povzroči, da tok teče skozi navitje pri nazivni napetosti, kar povzroči povečano segrevanje tuljave.

Silicijev aditiv poveča električno upornost jekla skoraj sorazmerno z vsebnostjo silicija in s tem pomaga zmanjšati izgube na vrtinčne tokove, ki nastanejo v jeklu, ko deluje v izmeničnem magnetnem polju.

Silicijev aditiv poveča električno upornost jekla, kar pomaga zmanjšati izgube na vrtinčne tokove, hkrati pa silicij poslabša mehanske lastnosti jekla in ga naredi krhko.

Ohm - mm2 / m - električna upornost jekla.

Za zmanjšanje vrtinčnih tokov se uporabljajo jedra, izdelana iz jekel s povečano električno upornostjo jekla, ki vsebujejo 0 5 - 4 8% silicija.

Za to je bil tanek zaslon iz magnetno mehkega jekla nameščen na masivni rotor iz optimalne zlitine CM-19. Specifična električna upornost jekla se malo razlikuje od specifične upornosti zlitine, cg jekla pa je približno za red velikosti višji. Debelina zaslona je izbrana glede na globino penetracije harmonikov zob prvega reda in je enaka d 0 8 mm. Za primerjavo so podane dodatne izgube, W, z osnovnim rotorjem z veverico in dvoslojnim rotorjem z masivnim valjem iz zlitine SM-19 in z bakrenimi končnimi obroči.

Glavni magnetno prevodni material je elektro jeklo iz legirane pločevine, ki vsebuje od 2 do 5 % silicija. Silicijev dodatek poveča električno upornost jekla, kar ima za posledico zmanjšane izgube na vrtinčne tokove, jeklo postane odporno na oksidacijo in staranje, vendar postane bolj krhko. V zadnjih letih se široko uporablja hladno valjano zrnato usmerjeno jeklo z višjimi magnetnimi lastnostmi v smeri valjanja. Za zmanjšanje izgub zaradi vrtinčnih tokov je jedro magnetnega vezja izdelano v obliki paketa, sestavljenega iz listov vtisnjenega jekla.

Električno jeklo je nizkoogljično jeklo. Za izboljšanje magnetnih lastnosti se vanj vnese silicij, kar povzroči povečanje električne upornosti jekla. To vodi do zmanjšanja izgub na vrtinčne tokove.

Po obdelavi se magnetno vezje žari. Ker pri ustvarjanju pojemka sodelujejo vrtinčni tokovi v jeklu, se je treba osredotočiti na električno upornost jekla reda Rs (Yu-15) 10 - 6 ohm cm. V privlačnem položaju armature je magnetni sistem precej močno nasičena, zato začetna indukcija v različnih magnetnih sistemih niha v zelo majhnih mejah in je za jeklo razreda E Vn1 6 - 1 7 Ch. Določena vrednost indukcije ohranja poljsko jakost v jeklu reda Yang.

Za izdelavo magnetnih sistemov (magnetnih jeder) transformatorjev se uporabljajo posebna tankoplastna električna jekla, ki imajo povečano (do 5%) vsebnost silicija. Silicij prispeva k razogljičenju jekla, kar vodi do povečanja magnetne prepustnosti, zmanjša izgube pri histerezi in poveča njegovo električno upornost. Povečanje specifične električne upornosti jekla omogoča zmanjšanje izgub v njem zaradi vrtinčnih tokov. Poleg tega silicij oslabi staranje jekla (sčasoma se povečajo izgube v jeklu), zmanjša njegovo magnetostrikcijo (sprememba oblike in velikosti telesa med magnetizacijo) in posledično hrup transformatorjev. Hkrati prisotnost silicija v jeklu vodi do povečanja njegove krhkosti in otežuje obdelavo.

Strani: 1 2

www.ngpedia.ru

Upornost | Wikitronics Wiki

Upornost je značilnost materiala, ki določa njegovo sposobnost prevajanja električnega toka. Določeno kot razmerje med električnim poljem in gostoto toka. V splošnem primeru je tenzor, toda za večino materialov, ki ne kažejo anizotropnih lastnosti, se vzame kot skalarna vrednost.

Oznaka - ρ

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

$ \vec E $ - jakost električnega polja, $ \vec j $ - gostota toka.

Enota SI je ohmmeter (ohm m, Ω m).

Upor cilindra ali prizme (med konci) materiala dolžine l in preseka S glede na upornost se določi na naslednji način:

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

V tehnologiji se uporablja definicija upornosti, kot upornost prevodnika enotnega preseka in enotne dolžine.

Upornost nekaterih materialov, ki se uporabljajo v elektrotehniki Uredi

Material ρ pri 300 K, Ohm m TKS, K⁻¹

srebro	1,59 10⁻⁸	4,10 10⁻³
baker	1,67 10⁻⁸	4,33 10⁻³
zlato	2,35 10⁻⁸	3,98 10⁻³
aluminij	2,65 10⁻⁸	4,29 10⁻³
volfram	5,65 10⁻⁸	4,83 10⁻³
medenina	6,5 10⁻⁸	1,5 10⁻³
nikelj	6,84 10⁻⁸	6,75 10⁻³
železo (α)	9,7 10⁻⁸	6,57 10⁻³
pločevinasto siva	1,01 10⁻⁷	4,63 10⁻³
platina	1,06 10⁻⁷	6,75 10⁻³
pločevinasto belo	1,1 10⁻⁷	4,63 10⁻³
jeklo	1,6 10⁻⁷	3,3 10⁻³
svinec	2,06 10⁻⁷	4,22 10⁻³
duralumin	4,0 10⁻⁷	2,8 10⁻³
manganin	4,3 10⁻⁷	±2 10⁻⁵
konstantan	5,0 10⁻⁷	±3 10⁻⁵
živo srebro	9,84 10⁻⁷	9,9 10⁻⁴
nikrom 80/20	1,05 10⁻⁶	1,8 10⁻⁴
kantal A1	1,45 10⁻⁶	3 10⁻⁵
ogljik (diamant, grafit)	1,3 10⁻⁵
germanij	4,6 10⁻¹
silicij	6,4 10²
etanol	3 10³
voda, destilirana	5 10³
ebonit	10⁸
trdi papir	10¹⁰
transformatorsko olje	10¹¹
navadno steklo	5 10¹¹
polivinil	10¹²
porcelan	10¹²
lesa	10¹²
PTFE (teflon)	>10¹³
gume	5 10¹³
kremenovo steklo	10¹⁴
voskani papir	10¹⁴
polistiren	>10¹⁴
sljuda	5 10¹⁴
parafin	10¹⁵
polietilen	3 10¹⁵
akrilna smola	10¹⁹

en.electronics.wikia.com

Specifični električni upor | formula, volumetrična, tabela

Električna upornost je fizikalna količina, ki kaže, v kolikšni meri se material lahko upira prehodu električnega toka skozi njega. Nekateri ljudje lahko zamenjajo to lastnost z navadnim električnim uporom. Kljub podobnosti konceptov je razlika med njimi v tem, da se specifično nanaša na snovi, drugi izraz pa se nanaša izključno na prevodnike in je odvisen od materiala njihove izdelave.

Vzajemnost tega materiala je električna prevodnost. Višji kot je ta parameter, bolje tok prehaja skozi snov. V skladu s tem višji kot je upor, več izgub se pričakuje na izhodu.

Formula za izračun in merska vrednost

Glede na to, v čem se meri električna upornost, je mogoče izslediti tudi povezavo z nespecifičnim, saj se za označevanje parametra uporabljajo enote ohm m. Sama vrednost je označena kot ρ. S to vrednostjo je mogoče določiti odpornost snovi v posameznem primeru na podlagi njenih dimenzij. Ta merska enota ustreza sistemu SI, vendar so lahko druge možnosti. V tehnologiji lahko občasno vidite zastarelo oznako Ohm mm2 / m. Za pretvorbo iz tega sistema v mednarodni vam ne bo treba uporabljati zapletenih formul, saj je 1 ohm mm2 / m enak 10-6 ohm m.

Formula električne upornosti je naslednja:

R= (ρ l)/S, kjer je:

R je upor prevodnika;
Ρ je upornost materiala;
l je dolžina prevodnika;
S je presek prevodnika.

Temperaturna odvisnost

Specifični električni upor je odvisen od temperature. Toda vse skupine snovi se ob spremembi kažejo drugače. To je treba upoštevati pri izračunu žic, ki bodo delovale v določenih pogojih. Na primer, na ulici, kjer so vrednosti temperature odvisne od letnega časa, so potrebni materiali manj dovzetni za spremembe v območju od -30 do +30 stopinj Celzija. Če ga nameravate uporabiti v tehniki, ki bo delovala pod enakimi pogoji, potem morate tudi tukaj optimizirati ožičenje za določene parametre. Material je vedno izbran ob upoštevanju operacije.

V nazivni tabeli je električna upornost vzeta pri temperaturi 0 stopinj Celzija. Povečanje tega parametra pri segrevanju materiala je posledica dejstva, da se intenzivnost gibanja atomov v snovi začne povečevati. Nosilci električnih nabojev se kaotično razpršijo v vse smeri, kar vodi v ustvarjanje ovir pri gibanju delcev. Velikost električnega toka se zmanjša.

Ko se temperatura zniža, se trenutni pogoji pretoka izboljšajo. Ko je dosežena določena temperatura, ki bo za vsako kovino različna, se pojavi superprevodnost, pri kateri obravnavana lastnost skoraj doseže nič.

Razlike v parametrih včasih dosežejo zelo velike vrednosti. Tisti materiali, ki imajo visoko zmogljivost, se lahko uporabljajo kot izolatorji. Pomagajo zaščititi ožičenje pred kratkimi stiki in nenamernim stikom ljudi. Nekatere snovi na splošno niso uporabne za elektrotehniko, če imajo visoko vrednost tega parametra. Druge lastnosti lahko vplivajo na to. Na primer, električna prevodnost vode za to sfero ne bo imela velikega pomena. Tukaj so vrednosti nekaterih snovi z visokimi stopnjami.

Materiali z visoko upornostjo	ρ (ohm m)
Bakelit	1016
Benzen	1015...1016
Papir	1015
Destilirana voda	104
morska voda	0.3
les suh	1012
Tla so mokra	102
kremenovo steklo	1016
kerozin	1011
Marmor	108
Parafin	1015
Parafinsko olje	1014
Pleksi steklo	1013
polistiren	1016
PVC	1013
Polietilen	1012
silikonsko olje	1013
Sljuda	1014
Steklo	1011
transformatorsko olje	1010
porcelan	1014
Skrilavec	1014
ebonit	1016
Jantar	1018

Snovi z nizkimi stopnjami se bolj aktivno uporabljajo v elektrotehniki. Pogosto so to kovine, ki služijo kot prevodniki. Prav tako kažejo številne razlike. Če želite izvedeti električno upornost bakra ali drugih materialov, je vredno pogledati referenčno tabelo.

Materiali z nizko upornostjo	ρ (ohm m)
aluminij	2,7 10-8
Volfram	5,5 10-8
Grafit	8,0 10-6
železo	1,0 10-7
Zlato	2.2 10-8
Iridij	4,74 10-8
Constantan	5,0 10-7
lito jeklo	1.3 10-7
magnezija	4.4 10-8
Manganin	4.3 10-7
baker	1,72 10-8
molibden	5.4 10-8
Nikelj srebro	3.3 10-7
nikelj	8,7 10-8
nikrom	1.12 10-6
Kositer	1.2 10-7
Platina	1.07 10-7
Merkur	9.6 10-7
Svinec	2.08 10-7
Srebrna	1,6 10-8
Siva litina	1,0 10-6
ogljikove ščetke	4,0 10-5
Cink	5.9 10-8
Nikelj	0,4 10-6

Specifični volumenski električni upor

Ta parameter označuje sposobnost prehajanja toka skozi prostornino snovi. Za merjenje je treba uporabiti napetostni potencial z različnih strani materiala, iz katerega bo izdelek vključen v električni tokokrog. Napaja se s tokom z nazivnimi parametri. Po prehodu se izmerijo izhodni podatki.

Uporaba v elektrotehniki

Spreminjanje parametra pri različnih temperaturah se pogosto uporablja v elektrotehniki. Najpreprostejši primer je žarnica z žarilno nitko, kjer je uporabljena nikroma nitka. Ko se segreje, začne žareti. Ko tok teče skozi njo, se začne segrevati. Ko se toplota poveča, se poveča tudi upor. V skladu s tem je začetni tok, ki je bil potreben za pridobitev osvetlitve, omejen. Nichrome tuljava po istem principu lahko postane regulator na različnih napravah.

Široko se uporabljajo tudi plemenite kovine, ki imajo ustrezne lastnosti za elektrotehniko. Za kritična vezja, ki zahtevajo hitrost, so izbrani srebrni kontakti. Imajo visoke stroške, vendar je glede na relativno majhno količino materialov njihova uporaba povsem upravičena. Baker je v prevodnosti slabši od srebra, vendar ima ugodnejšo ceno, zaradi česar se pogosteje uporablja za izdelavo žic.

V pogojih, kjer je mogoče uporabiti izjemno nizke temperature, se uporabljajo superprevodniki. Za sobno temperaturo in zunanjo uporabo niso vedno primerni, saj bo z dvigom temperature njihova prevodnost začela padati, zato aluminij, baker in srebro ostajajo vodilni pri takšnih razmerah.

V praksi se upošteva veliko parametrov, ta pa je eden najpomembnejših. Vsi izračuni se izvedejo v fazi načrtovanja, za katero se uporabljajo referenčni materiali.

14.04.2018

Kot prevodni deli v električnih instalacijah se uporabljajo vodniki iz bakra, aluminija, njihovih zlitin in železa (jekla).

Baker je eden najboljših prevodnih materialov. Gostota bakra pri 20 ° C je 8,95 g / cm 3, tališče je 1083 ° C. Baker je kemično rahlo aktiven, vendar se zlahka raztopi v dušikovi kislini in se raztopi v razredčeni klorovodikovi in žveplovi kislini le v prisotnosti oksidacije. sredstva (kisik). Na zraku je baker hitro prekrit s tanko plastjo temno obarvanega oksida, vendar ta oksidacija ne prodre globoko v kovino in služi kot zaščita pred nadaljnjo korozijo. Baker je primeren za kovanje in valjanje brez segrevanja.

Uporablja se za proizvodnjo elektrolitski baker v ingotih, ki vsebujejo 99,93 % čistega bakra.

Električna prevodnost bakra je močno odvisna od količine in vrste nečistoč ter v manjši meri od mehanske in termične obdelave. pri 20 ° C je 0,0172-0,018 ohm x mm2 / m.

Za izdelavo prevodnikov se uporablja mehki, poltrdi ali trdi baker s specifično težo 8,9, 8,95 in 8,96 g / cm 3.

Za izdelavo delov tokovnih delov se pogosto uporablja baker v zlitinah z drugimi kovinami. Najpogosteje uporabljene zlitine so:

Medenina je zlitina bakra in cinka, ki vsebuje najmanj 50 % bakra v zlitini, z dodatkom drugih kovin. medenina 0,031 - 0,079 ohm x mm2/m. Obstajajo medenina - tompak z vsebnostjo bakra več kot 72% (ima visoko duktilnost, protikorozijske in protitorne lastnosti) in posebne medenine z dodatkom aluminija, kositra, svinca ali mangana.

Medeninasti kontakt

Broni so zlitina bakra in kositra z dodatkom različnih kovin. Glede na vsebnost glavne komponente v zlitini se bron imenuje kositer, aluminij, silicij, fosfor in kadmij. Upornost brona 0,021 - 0,052 ohm x mm 2 /m.

Medenina in bron imata dobre mehanske in fizikalno-kemijske lastnosti. So enostavni za obdelavo z litjem in pritiskom, odporni so na atmosfersko korozijo.

Aluminij - po svojih lastnostih drugi prevodni material za bakrom. Tališče 659,8 ° C. Gostota aluminija pri temperaturi 20 ° - 2,7 g / cm 3. Aluminij je enostaven za litje in dobro obdelan. Pri temperaturi 100 - 150 ° C je aluminij kovan in nodularen (lahko ga valjamo v pločevine debeline do 0,01 mm).

Električna prevodnost aluminija je zelo odvisna od nečistoč in malo od mehanske in toplotne obdelave. Čistejša kot je sestava aluminija, večja je njegova električna prevodnost in boljša odpornost na kemične napade. Obdelava, valjanje in žarjenje pomembno vplivajo na mehansko trdnost aluminija. Hladno obdelan aluminij poveča svojo trdoto, elastičnost in natezno trdnost. Upornost aluminija pri 20 ° C 0,026 - 0,029 ohm x mm 2 / m.

Pri zamenjavi bakra z aluminijem je treba presek prevodnika povečati glede na prevodnost, to je 1,63-krat.

Z enako prevodnostjo bo aluminijasti vodnik 2-krat lažji od bakrenega.

Za izdelavo prevodnikov se uporablja aluminij, ki vsebuje najmanj 98 % čistega aluminija, silicij ne več kot 0,3 %, železo ne več kot 0,2 %

Za izdelavo delov tokovnih delov uporabite aluminijeve zlitine z drugimi kovinami, na primer: Duralumin - zlitina aluminija z bakrom in manganom.

Silumin je lahka lita aluminijeva zlitina s primesjo silicija, magnezija, mangana.

Aluminijeve zlitine imajo dobre ulivne lastnosti in visoko mehansko trdnost.

V elektrotehniki se najpogosteje uporabljajo naslednje aluminijeve zlitine:

Kovana aluminijeva zlitina razreda AD, ki ima aluminij najmanj 98,8 in druge nečistoče do 1,2.

Kovana aluminijeva zlitina znamke AD1, ki ima aluminij najmanj 99,3 n drugih nečistoč do 0,7.

Kovana aluminijeva zlitina znamke AD31, ki ima aluminij 97,35 - 98,15 in druge nečistoče 1,85 -2,65.

Zlitine razredov AD in AD1 se uporabljajo za izdelavo ohišij in matric strojnih sponk. Profili in pnevmatike, ki se uporabljajo za električne prevodnike, so izdelani iz zlitine razreda AD31.

Izdelki iz aluminijevih zlitin zaradi toplotne obdelave pridobijo visoko natezno trdnost in izkoristek (polzenje).

Železo - tališče 1539°C. Gostota železa je 7,87. Železo se raztopi v kislinah, oksidira s halogeni in kisikom.

V elektrotehniki se uporabljajo jekla različnih razredov, na primer:

Ogljikova jekla so temprane zlitine železa z ogljikom in drugimi metalurškimi nečistočami.

Specifična odpornost ogljikovih jekel je 0,103 - 0,204 ohm x mm 2 /m.

Legirana jekla so zlitine z dodatki kroma, niklja in drugih elementov, ki so dodani ogljikovemu jeklu.

Jekla so dobra.

Kot dodatki v zlitinah, pa tudi za izdelavo spajk in izvedbo prevodnih kovin se pogosto uporabljajo:

Kadmij je temprana kovina. Tališče kadmija je 321°C. Upornost 0,1 ohm x mm 2 /m. V elektrotehniki se kadmij uporablja za pripravo nizko talnih spajk in za zaščitne premaze (kadmij) na kovinskih površinah. Po svojih protikorozijskih lastnostih je kadmij blizu cinku, vendar so kadmijevi premazi manj porozni in se nanesejo v tanjši plasti kot cink.

Nikelj - tališče 1455°C. Specifična upornost niklja je 0,068 - 0,072 ohm x mm 2 /m. Pri normalnih temperaturah se ne oksidira z atmosferskim kisikom. Nikelj se uporablja v zlitinah in za zaščitno prevleko (nikljanje) kovinskih površin.

Kositer - tališče 231,9 ° C. Specifična odpornost kositra je 0,124 - 0,116 ohm x mm 2 /m. Kositer se uporablja za spajkanje zaščitnega premaza (kositerja) kovin v čisti obliki in v obliki zlitin z drugimi kovinami.

Svinec - tališče 327,4°C. Upornost 0,217 - 0,227 ohm x mm 2 /m. Svinec se uporablja v zlitinah z drugimi kovinami kot kislinsko odporen material. Doda se zlitinam za spajkanje (spojkam).

Srebro je zelo upogljiva, temprana kovina. Tališče srebra je 960,5°C. Srebro je najboljši prevodnik toplote in električnega toka. Specifična odpornost srebra je 0,015 - 0,016 ohm x mm 2 / m. Srebro se uporablja za zaščitno prevleko (srebrenje) kovinskih površin.

Antimon je svetleča krhka kovina, tališče 631°C. Antimon se uporablja v obliki dodatkov v zlitinah za spajkanje (spojkah).

Krom je trda, sijoča kovina. Tališče 1830°C. V zraku se pri normalni temperaturi ne spremeni. Specifična upornost kroma je 0,026 ohm x mm 2 /m. Krom se uporablja v zlitinah in za zaščitno prevleko (kromiranje) kovinskih površin.

Cink - tališče 419,4°C. Upornost cinka 0,053 - 0,062 ohm x mm 2 /m. V vlažnem zraku cink oksidira in se prekrije s plastjo oksida, ki ščiti pred kasnejšimi kemičnimi napadi. V elektrotehniki se cink uporablja kot dodatek v zlitinah in spajkah ter za zaščitno prevleko (galvanizacijo) površin kovinskih delov.

Takoj, ko je elektrika zapustila laboratorije znanstvenikov in se začela široko uvajati v prakso vsakdanjega življenja, se je postavilo vprašanje, kako najti materiale, ki imajo določene, včasih povsem nasprotne lastnosti glede na pretok električnega toka skozi njih.

Na primer, pri prenosu električne energije na dolge razdalje so bile naložene zahteve za material žic, da se zmanjšajo izgube zaradi Joulovega segrevanja v kombinaciji z nizko težo. Primer tega so znani visokonapetostni daljnovodi iz aluminijastih žic z jeklenim jedrom.

Ali, nasprotno, za ustvarjanje kompaktnih cevastih električnih grelnikov so bili potrebni materiali z relativno visoko električno upornostjo in visoko toplotno stabilnostjo. Najenostavnejši primer naprave, ki uporablja materiale s podobnimi lastnostmi, je gorilnik navadnega kuhinjskega električnega štedilnika.

Od prevodnikov, ki se uporabljajo v biologiji in medicini kot elektrode, sonde in sonde, je potrebna visoka kemična odpornost in združljivost z biomateriali v kombinaciji z nizko kontaktno odpornostjo.

Celotna galaksija izumiteljev iz različnih držav: Anglije, Rusije, Nemčije, Madžarske in ZDA je vložila svoja prizadevanja v razvoj takšne naprave, ki je zdaj vsem znana kot žarnica z žarilno nitko. Thomas Edison, ki je izvedel več kot tisoč poskusov za testiranje lastnosti materialov, primernih za vlogo filamentov, je ustvaril svetilko s platinasto spiralo. Edisonove sijalke, čeprav so imele dolgo življenjsko dobo, niso bile praktične zaradi visokih stroškov izhodnega materiala.

Naslednje delo ruskega izumitelja Lodygina, ki je predlagal uporabo sorazmerno poceni ognjevzdržnega volframa in molibdena z višjo upornostjo kot materiala za navoje, je našlo praktično uporabo. Poleg tega je Lodygin predlagal črpanje zraka iz žarnic z žarilno nitko in ga nadomestiti z inertnimi ali žlahtnimi plini, kar je pripeljalo do ustvarjanja sodobnih žarnic z žarilno nitko. Pionir množične proizvodnje cenovno dostopnih in vzdržljivih električnih svetilk je bil General Electric, kateremu je Lodygin dodelil pravice za svoje patente in nato dolgo uspešno delal v laboratorijih podjetja.

Ta seznam se lahko nadaljuje, saj je radovedni človeški um tako iznajdljiv, da včasih za rešitev določenega tehničnega problema potrebuje materiale z doslej neznanimi lastnostmi ali z neverjetnimi kombinacijami teh lastnosti. Narava ni več v koraku z našimi apetiti in znanstveniki z vsega sveta so se pridružili tekmi za ustvarjanje materialov, ki nimajo naravnih analogov.

Gre za namerno priključitev električnega ohišja ali ohišja na zaščitno ozemljitveno napravo. Običajno se ozemljitev izvaja v obliki jeklenih ali bakrenih trakov, cevi, palic ali kotov, zakopanih v zemljo do globine več kot 2,5 metra, ki v primeru nesreče zagotovijo pretok toka po tokokrogu naprava - ohišje ali ohišje - ozemljitev - nevtralna žica izmeničnega vira. Upornost tega vezja ne sme biti večja od 4 ohma. V tem primeru se napetost na ohišju zasilne naprave zmanjša na vrednosti, ki so varne za ljudi, in avtomatske naprave za zaščito električnega tokokroga na tak ali drugačen način izklopijo zasilno napravo.

Pri izračunu elementov zaščitne ozemljitve ima pomembno vlogo poznavanje upornosti tal, ki se lahko spreminja v širokem razponu.

V skladu s podatki referenčnih tabel je izbrana površina ozemljitvene naprave, iz nje se izračuna število ozemljitvenih elementov in dejanska zasnova celotne naprave. Povezava konstrukcijskih elementov zaščitne ozemljitvene naprave se izvede z varjenjem.

Elektrotomografija

Električno raziskovanje proučuje bližnje površinsko geološko okolje, se uporablja za iskanje rudnih in nekovinskih mineralov ter drugih predmetov na podlagi preučevanja različnih umetnih električnih in elektromagnetnih polj. Poseben primer elektroraziskovanja je električna uporovna tomografija – metoda za določanje lastnosti kamnin po njihovi upornosti.

Bistvo metode je v tem, da se pri določenem položaju vira električnega polja merijo napetosti na različnih sondah, nato se vir polja premakne na drugo mesto ali preklopi na drug vir in se meritve ponovijo. Viri polja in sonde za sprejemnik polja so nameščeni na površini in v vrtinah.

Nato se prejeti podatki obdelajo in interpretirajo z uporabo sodobnih računalniških metod obdelave, ki omogočajo vizualizacijo informacij v obliki dvodimenzionalnih in tridimenzionalnih slik.

Kot zelo natančna metoda iskanja, elektrotomografija nudi neprecenljivo pomoč geologom, arheologom in paleozoologom.

Določitev oblike pojavljanja mineralnih nahajališč in meja njihove porazdelitve (oris) omogoča prepoznavanje pojavljanja žilnih nahajališč mineralov, kar znatno zmanjša stroške njihovega nadaljnjega razvoja.

Za arheologe ta metoda iskanja zagotavlja dragocene informacije o lokaciji starodavnih pokopov in prisotnosti artefaktov v njih, s čimer se zmanjšajo stroški izkopavanja.

Paleozoologi uporabljajo elektrotomografijo za iskanje fosilnih ostankov starodavnih živali; rezultate njihovega dela je mogoče videti v naravoslovnih muzejih v obliki neverjetnih rekonstrukcij okostja prazgodovinske megafavne.

Poleg tega se električna tomografija uporablja pri gradnji in poznejšem delovanju inženirskih objektov: visokih zgradb, jezov, jezov, nasipov in drugih.

Definicije upornosti v praksi

Včasih se lahko za reševanje praktičnih težav soočimo z nalogo določitve sestave snovi, na primer žice za rezalnik polistirenske pene. Imamo dva namota žice ustreznega premera iz različnih nam neznanih materialov. Za rešitev težave je treba najti njihovo električno upornost in nato določiti material žice z uporabo razlike med ugotovljenimi vrednostmi ali z referenčno tabelo.

Izmerimo z merilnim trakom in od vsakega vzorca odrežemo 2 metra žice. Z mikrometrom določimo premera žice d₁ in d₂. Ko vklopimo multimeter na spodnjo mejo merjenja upora, izmerimo upor vzorca R₁. Postopek ponovimo za drug vzorec in izmerimo tudi njegov upor R₂.

Upoštevamo, da se površina prečnega prereza žic izračuna po formuli

S \u003d π ∙ d 2 / 4

Zdaj bo formula za izračun električne upornosti videti takole:

ρ = R ∙ π ∙ d 2 /4 ∙ L

Z zamenjavo dobljenih vrednosti L, d₁ in R₁ v formulo za izračun upornosti, podano v zgornjem članku, izračunamo vrednost ρ₁ za prvi vzorec.

ρ 1 \u003d 0,12 ohm mm 2 / m

Če v formulo nadomestimo dobljene vrednosti L, d₂ in R₂, izračunamo vrednost ρ₂ za drugi vzorec.

ρ 2 \u003d 1,2 ohm mm 2 / m

Iz primerjave vrednosti ρ₁ in ρ₂ z referenčnimi podatki zgornje tabele 2 sklepamo, da je material prvega vzorca jeklo, drugega vzorca pa nikrom, iz katerega bomo izdelali rezalno vrvico.

Imenuje se sposobnost kovine, da prepusti nabit tok skozi sebe. Po drugi strani je odpornost ena od značilnosti materiala. Večji kot je električni upor pri dani napetosti, manjši bo.Karakterizira uporno silo prevodnika proti gibanju nabitih elektronov, usmerjenih vzdolž nje. Ker je prenosna lastnost električne energije recipročna upornost, to pomeni, da bo izražena v obliki formul kot razmerje 1 / R.

Upornost je vedno odvisna od kakovosti materiala, uporabljenega pri izdelavi naprav. Meri se na podlagi parametrov prevodnika z dolžino 1 meter in površino prečnega prereza 1 kvadratni milimeter. Na primer, lastnost specifične upornosti za baker je vedno 0,0175 Ohm, za aluminij - 0,029, železo - 0,135, konstantan - 0,48, nikrom - 1-1,1. Specifična odpornost jekla je enaka številki 2 * 10-7 Ohm.m

Upor proti toku je neposredno sorazmeren z dolžino prevodnika, vzdolž katerega se premika. Daljša kot je naprava, večji je upor. Te odvisnosti se boste lažje naučili, če si predstavljate dva namišljena para plovil, ki komunicirata med seboj. Naj bo povezovalna cev pri enem paru naprav tanjša, pri drugem pa debelejša. Ko sta oba para napolnjena z vodo, bo prehod tekočine v debelo cev veliko hitrejši, ker bo imela manjši upor proti toku vode. Po tej analogiji mu je lažje preiti po debelem prevodniku kot po tankem.

Upornost, kot enota SI, se meri v ohm.m. Prevodnost je odvisna od povprečne proste poti nabitih delcev, za katero je značilna struktura materiala. Kovine brez primesi, v katerih je najbolj pravilna, imajo najnižje vrednosti protiukrepa. Nasprotno pa nečistoče popačijo mrežo in s tem povečajo njeno zmogljivost. Upornost kovin se nahaja v ozkem območju vrednosti pri normalni temperaturi: od srebra od 0,016 do 10 μOhm.m (železo in kromove zlitine z aluminijem).

O značilnostih gibanja nabitih

na elektrone v prevodniku vpliva temperatura, saj se z naraščanjem poveča amplituda valovnih nihanj obstoječih ionov in atomov. Posledično imajo elektroni manj prostega prostora za normalno gibanje v kristalni mreži. In to pomeni, da se ovira za urejeno gibanje povečuje. Upornost katerega koli prevodnika, kot običajno, raste linearno z naraščanjem temperature. In za polprevodnike, nasprotno, je značilno zmanjšanje z naraščajočimi stopinjami, saj se zaradi tega sprosti veliko nabojev, ki ustvarjajo enosmerni električni tok.

Postopek hlajenja nekaterih kovinskih vodnikov na želeno temperaturo pripelje njihovo upornost v skakalno stanje in pade na nič. Ta pojav so odkrili leta 1911 in ga imenovali superprevodnost.

Za vsak prevodnik obstaja koncept upornosti. Ta vrednost je sestavljena iz Ohmov, pomnoženih s kvadratnim milimetrom, nato pa deljenih z enim meterom. Z drugimi besedami, to je upor prevodnika, katerega dolžina je 1 meter in prerez 1 mm 2. Enako velja za upornost bakra, edinstvene kovine, ki se pogosto uporablja v elektrotehniki in energetiki.

lastnosti bakra

Zaradi svojih lastnosti je bila ta kovina ena prvih, ki so jo uporabili na področju električne energije. Prvič, baker je tempen in nodularen material z odličnimi lastnostmi električne prevodnosti. Do zdaj v energetskem sektorju ni enakovredne zamenjave za ta vodnik.

Posebno cenjene so lastnosti posebnega elektrolitskega bakra z visoko čistostjo. Ta material je omogočil izdelavo žic z najmanjšo debelino 10 mikronov.

Poleg visoke električne prevodnosti je baker zelo primeren za kositriranje in druge vrste obdelave.

Baker in njegova upornost

Vsak prevodnik se upira, ko skozenj teče električni tok. Vrednost je odvisna od dolžine prevodnika in njegovega preseka ter od vpliva določenih temperatur. Zato upornost prevodnikov ni odvisna le od samega materiala, temveč tudi od njegove specifične dolžine in površine preseka. Lažje ko material prepusti naboj skozi sebe, manjši je njegov upor. Za baker je indeks upornosti 0,0171 Ohm x 1 mm 2 /1 m in je le nekoliko slabši od srebra. Vendar pa uporaba srebra v industrijskem obsegu ni ekonomsko izvedljiva, zato je baker najboljši prevodnik, ki se uporablja v energiji.

Specifična odpornost bakra je povezana tudi z njegovo visoko prevodnostjo. Te vrednosti so si neposredno nasprotne. Lastnosti bakra kot prevodnika so odvisne tudi od temperaturnega koeficienta upora. Še posebej to velja za upor, na katerega vpliva temperatura prevodnika.

Tako je baker zaradi svojih lastnosti postal razširjen ne le kot prevodnik. Ta kovina se uporablja v večini naprav, naprav in sklopov, katerih delovanje je povezano z električnim tokom.

Ko je električni tokokrog zaprt, na sponkah katerega je potencialna razlika, nastane električni tok. Prosti elektroni se pod vplivom sil električnega polja premikajo vzdolž prevodnika. Pri svojem gibanju elektroni trčijo v atome prevodnika in jim dajo rezervo svoje kinetične energije. Hitrost gibanja elektronov se nenehno spreminja: ko elektroni trčijo v atome, molekule in druge elektrone, se zmanjša, nato pa se pod vplivom električnega polja poveča in z novim trkom ponovno zmanjša. Posledično se v prevodniku vzpostavi enakomeren tok elektronov s hitrostjo več delcev centimetra na sekundo. Posledično elektroni, ki prehajajo skozi prevodnik, vedno naletijo na upor z njegove strani proti svojemu gibanju. Ko električni tok teče skozi prevodnik, se slednji segreje.

Električni upor

Električni upor prevodnika, ki je označen z latinsko črko r, je lastnost telesa ali medija, da pretvori električno energijo v toplotno, ko skozenj teče električni tok.

Na diagramih je električni upor prikazan, kot je prikazano na sliki 1, a.

Spremenljivi električni upor, ki služi za spreminjanje toka v vezju, se imenuje reostat. Na diagramih so reostati označeni, kot je prikazano na sliki 1, b. Na splošno je reostat izdelan iz žice enega ali drugega upora, navite na izolacijski podlagi. Drsnik ali vzvod reostata je postavljen v določen položaj, zaradi česar se v vezje vnese želeni upor.

Dolg prevodnik majhnega preseka ustvarja visoko odpornost proti toku. Kratki vodniki velikega preseka imajo majhno odpornost proti toku.

Če vzamemo dva vodnika iz različnih materialov, vendar enake dolžine in prereza, potem bodo vodniki prevajali tok na različne načine. To kaže, da je upor prevodnika odvisen od materiala samega prevodnika.

Temperatura prevodnika vpliva tudi na njegovo odpornost. Ko se temperatura dvigne, se odpornost kovin poveča, odpornost tekočin in premoga pa se zmanjša. Le nekatere posebne kovinske zlitine (manganin, konstantan, nikelin in druge) skoraj ne spremenijo svoje odpornosti z naraščanjem temperature.

Torej vidimo, da je električni upor prevodnika odvisen od: 1) dolžine prevodnika, 2) preseka prevodnika, 3) materiala prevodnika, 4) temperature prevodnika.

Enota upora je en ohm. Om je pogosto označena z grško veliko črko Ω (omega). Torej, namesto da napišete "Upor prevodnika je 15 ohmov", lahko preprosto napišete: r= 15Ω.
1000 ohmov se imenuje 1 kiloohm(1kΩ ali 1kΩ),
1.000.000 ohmov se imenuje 1 megaohm(1mgOhm ali 1MΩ).

Pri primerjavi upornosti prevodnikov iz različnih materialov je treba za vsak vzorec vzeti določeno dolžino in odsek. Takrat bomo lahko presodili, kateri material bolje ali slabše prevaja električni tok.

Video 1. Odpornost prevodnika

Specifična električna upornost

Imenuje se upor v ohmih vodnika, dolgega 1 m, s presekom 1 mm² upornost in je označena z grško črko ρ (ro).

Tabela 1 prikazuje specifične upornosti nekaterih prevodnikov.

Tabela 1

Upornost različnih prevodnikov

Tabela kaže, da ima železna žica dolžine 1 m in preseka 1 mm² upor 0,13 ohmov. Če želite dobiti 1 ohm upora, morate vzeti 7,7 m takšne žice. Srebro ima najnižjo upornost. Upornost 1 ohm lahko dobimo tako, da vzamemo 62,5 m srebrne žice s presekom 1 mm². Srebro je najboljši prevodnik, vendar cena srebra izključuje njegovo široko uporabo. Za srebrom v tabeli je baker: 1 m bakrene žice s presekom 1 mm² ima upor 0,0175 ohmov. Če želite dobiti upor 1 ohm, morate vzeti 57 m takšne žice.

Kemično čist, pridobljen z rafiniranjem, je baker našel široko uporabo v elektrotehniki za izdelavo žic, kablov, navitij električnih strojev in aparatov. Aluminij in železo se pogosto uporabljata tudi kot prevodnika.

Upor prevodnika lahko določimo s formulo:

kje r- upor prevodnika v ohmih; ρ - specifična upornost prevodnika; l je dolžina prevodnika v m; S– prerez vodnika v mm².

Primer 1 Določite upor 200 m železne žice s presekom 5 mm².

Primer 2 Izračunajte upornost 2 km aluminijaste žice s presekom 2,5 mm².

Iz formule upora lahko enostavno določite dolžino, upornost in presek prevodnika.

Primer 3 Za radijski sprejemnik je potrebno naviti upor 30 ohmov iz nikljeve žice s prečnim prerezom 0,21 mm². Določite potrebno dolžino žice.

Primer 4 Določite presek 20 m nikromove žice, če je njen upor 25 ohmov.

Primer 5Žica s presekom 0,5 mm² in dolžino 40 m ima upor 16 ohmov. Določite material žice.

Material prevodnika označuje njegovo upornost.

Glede na tabelo upornosti ugotovimo, da ima svinec takšno odpornost.

Zgoraj je bilo navedeno, da je upor prevodnikov odvisen od temperature. Naredimo naslednji poskus. Več metrov tanke kovinske žice navijemo v obliki spirale in to spiralo spremenimo v baterijsko vezje. Za merjenje toka v tokokrogu vklopite ampermeter. Pri segrevanju spirale v plamenu gorilnika lahko vidite, da se bodo odčitki ampermetra zmanjšali. To kaže, da se upor kovinske žice povečuje s segrevanjem.

Pri nekaterih kovinah se ob segrevanju za 100 ° upor poveča za 40 - 50%. Obstajajo zlitine, ki s toploto nekoliko spremenijo svojo odpornost. Nekatere posebne zlitine komaj spremenijo odpornost s temperaturo. Odpornost kovinskih prevodnikov se povečuje z naraščanjem temperature, odpornost elektrolitov (tekočih prevodnikov), premoga in nekaterih trdnih snovi, nasprotno, se zmanjša.

Sposobnost kovin, da spreminjajo svojo odpornost s temperaturnimi spremembami, se uporablja za izdelavo uporovnih termometrov. Tak termometer je platinasta žica, navita na okvir sljude. Z namestitvijo termometra na primer v peč in merjenjem upora platinaste žice pred in po segrevanju lahko določimo temperaturo v peči.

Sprememba upora prevodnika pri segrevanju na 1 ohm začetnega upora in 1 ° temperature se imenuje temperaturni uporni koeficient in je označena s črko α.

Če pri temperaturi t 0 upor prevodnika je r 0 in pri temperaturi t enaka r t, nato temperaturni uporni koeficient

Opomba. To formulo je mogoče izračunati samo v določenem temperaturnem območju (do približno 200°C).

Podajamo vrednosti temperaturnega koeficienta upora α za nekatere kovine (tabela 2).

tabela 2

Vrednosti temperaturnega koeficienta za nekatere kovine

Iz formule za temperaturni koeficient upora določimo r t:

r t = r 0 .

Primer 6 Določite upor železne žice, segrete na 200 °C, če je njen upor pri 0 °C 100 ohmov.

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

Primer 7 Uporovni termometer iz platinaste žice v prostoru s temperaturo 15°C je imel upor 20 ohmov. Termometer smo postavili v peč in čez nekaj časa izmerili njegov upor. Izkazalo se je, da je enako 29,6 ohmov. Določite temperaturo v pečici.

električna prevodnost

Upor prevodnika smo do sedaj obravnavali kot oviro, ki jo prevodnik zagotavlja električnemu toku. Vendar tok teče skozi prevodnik. Zato ima prevodnik poleg upora (ovire) tudi sposobnost prevajanja električnega toka, torej prevodnost.

Večji upor ima prevodnik, manjšo prevodnost ima, slabše prevaja električni tok, in nasprotno, nižji kot je upor prevodnika, večjo prevodnost ima, lažje je tok skozi prevodnik. Zato sta upornost in prevodnost prevodnika vzajemni količini.

Iz matematike je znano, da je recipročna vrednost 5 1/5 in obratno, recipročna vrednost 1/7 je 7. Če torej upor prevodnika označimo s črko r, potem je prevodnost definirana kot 1/ r. Prevodnost je običajno označena s črko g.

Električna prevodnost se meri v (1/ohm) ali simensu.

Primer 8 Upor prevodnika je 20 ohmov. Določite njegovo prevodnost.

Če r= 20 Ohm, torej

Primer 9 Prevodnost prevodnika je 0,1 (1/ohm). Določite njegovo odpornost

Če je g \u003d 0,1 (1 / Ohm), potem r= 1 / 0,1 = 10 (ohm)

Pretvornik dolžine in razdalje Pretvornik mase Pretvornik prostornine hrane in hrane Pretvornik površin Pretvornik prostornine in enot receptov Pretvornik Temperaturni pretvornik Pretvornik tlaka, stresa, Youngovega modula Pretvornik energije in dela Pretvornik moči Pretvornik moči Pretvornik časa Linearni pretvornik hitrosti Pretvornik ravne kotne učinkovitosti Pretvornik toplotne učinkovitosti in učinkovitosti goriva števil v različnih številskih sistemih Pretvornik merskih enot količine informacij Tečaji Mere ženskih oblačil in čevljev Mere moških oblačil in čevljev Pretvornik kotne hitrosti in rotacijske frekvence Pretvornik pospeškov Pretvornik kotnih pospeškov Pretvornik gostote Pretvornik specifične prostornine Pretvornik vztrajnostnega momenta Mo pretvornika sile Pretvornik navora Pretvornik specifične kurilne vrednosti (po masi) Pretvornik energijske gostote in specifične kalorične vrednosti (po prostornini) Pretvornik temperaturne razlike Pretvornik koeficientov Koeficient toplotnega raztezanja Pretvornik toplotne upornosti Pretvornik toplotne prevodnosti Pretvornik specifične toplotne zmogljivosti Pretvornik specifične toplotne zmogljivosti Pretvornik energije izpostavljenosti in sevalne moči Pretvornik gostote toplotnega pretoka Pretvornik koeficienta prenosa toplote Pretvornik prostorninskega pretoka Pretvornik pretvornika masnega pretoka Molarni pretvornik pretoka Pretvornik molarnega pretoka Pretvornik pretvornika masnega pretoka Molarni pretvornik pretvornika pretoka Mo Pretvornik kinematične viskoznosti Pretvornik površinske napetosti Pretvornik paroprepustnosti Pretvornik paroprepustnosti in hitrosti prenosa hlapov Pretvornik pretvornika nivoja zvoka Pretvornik občutljivosti mikrofona Pretvornik ravni zvočnega tlaka (SPL) Pretvornik pretvornika ravni zvočnega tlaka z izbirnim referenčnim tlakom Pretvornik svetlosti Referenčni tlak Pretvornik Pretvornik svetlobne jakosti in pretvornika moči I Pretvornik svetlobne intenzivnosti I do dioptrije x in goriščna razdalja dioptrijske moči in povečave leče (×) Električni pretvornik gostote naboja Linearni pretvornik gostote naboja Pretvornik površinske gostote naboja Pretvornik gostote množičnega naboja Pretvornik električnega toka Pretvornik linearne gostote toka Pretvornik gostote površinskega toka Pretvornik električnega polja Pretvornik moči električnega polja Pretvornik elektro in volstatičnega pretvornika Pretvornik električne upornosti Pretvornik električne prevodnosti Pretvornik električne prevodnosti Pretvornik kapacitivnosti Pretvornik induktivnosti Ameriški pretvornik merilnika žice Ravni v dBm (dBm ali dBmW), dBV (dBV), vatih itd. enot Pretvornik magnetnomotorne sile Pretvornik jakosti magnetnega polja Pretvornik magnetnega toka Pretvornik magnetne indukcije Sevanje. Radioaktivnost pretvornika absorbirane doze ionizirajočega sevanja. Pretvornik radioaktivnega razpada Sevanje. Izpostavljenost sevanju s pretvornikom doze. Pretvornik absorbirane doze Pretvornik decimalnih predpon Prenos podatkov Tipografija in enota za obdelavo slik Pretvornik enot prostornine lesa Pretvornik enote za prostornino lesa Izračun periodične tabele molske mase kemičnih elementov D. I. Mendelejeva

1 ohm centimeter [ohm cm] = 0,01 ohm meter [ohm m]

Začetna vrednost

Pretvorjena vrednost

ohm meter ohm centimeter ohm palec mikroom centimeter mikroom palec abohm centimeter stat na centimeter krožni mil ohm na čevelj ohm sq. milimeter na meter

Več o električni upornosti

Splošne informacije

Ena najpomembnejših lastnosti naravnih in sintetiziranih materialov je električna upornost. Primer električne naprave, v kateri je ta lastnost uporabljena v najčistejši obliki, je varovalka, ki ščiti našo električno in elektronsko opremo pred učinki toka, ki presega dovoljene vrednosti.

Hkrati je treba opozoriti, da prav domači nadomestki za standardne varovalke, izdelane brez poznavanja upornosti materiala, včasih povzročijo ne le pregorevanje različnih elementov električnih tokokrogov, temveč tudi požare v hišah in vžige. ožičenja v avtomobilih.

Enako velja za zamenjavo varovalk v elektroenergetskih omrežjih, ko je namesto varovalke manjšega nazivnega toka vgrajena varovalka z višjim obratovalnim tokom. To vodi do pregrevanja električne napeljave in posledično celo do požara z žalostnimi posledicami. To še posebej velja za okvirne hiše.

Sklic na zgodovino

Koncept električne upornosti se je pojavil po zaslugi del slavnega nemškega fizika Georga Ohma, ki je teoretično utemeljil in med številnimi poskusi dokazal razmerje med trenutno močjo, elektromotorno silo baterije in upornostjo vseh delov baterije. vezje, s čimer je odkril zakon osnovnega električnega tokokroga, nato poimenoval po njem. Ohm je raziskal odvisnost velikosti tekočega toka od velikosti uporabljene napetosti, od dolžine in oblike prevodnega materiala ter tudi od vrste materiala, ki se uporablja kot prevodni medij.

Obenem se moramo pokloniti delu sira Humphreyja Davyja, angleškega kemika, fizika in geologa, ki je prvi ugotovil odvisnost električnega upora prevodnika od njegove dolžine in površine prečnega prereza ter opazili tudi odvisnost električne prevodnosti od temperature.

Ko je preiskoval odvisnost toka električnega toka od vrste materialov, je Ohm ugotovil, da ima vsak prevodni material, ki mu je na voljo, neko lastno lastnost odpornosti proti toku toka.

Treba je opozoriti, da je v času Ohma eden najpogostejših prevodnikov danes - aluminij - imel status posebno plemenite kovine, zato se je Ohm omejil na poskuse z bakrom, srebrom, zlatom, platino, cinkom, kositrom, svincem. in železo.

Končno je Ohm uvedel koncept električne upornosti materiala kot temeljne značilnosti, ne da bi vedel popolnoma nič o naravi toka v kovinah ali o odvisnosti njihove upornosti od temperature.

Specifična električna upornost. Opredelitev

Električna upornost ali preprosto upornost je temeljna fizikalna lastnost prevodnega materiala, ki označuje sposobnost snovi, da prepreči prehod električnega toka. Označena je z grško črko ρ (izgovarja se rho) in je izračunana iz empirične formule za izračun upora, ki jo je pridobil Georg Ohm.

ali od tukaj

kjer je R upor v ohmih, S je površina v m²/, L je dolžina v m

Enota električne upornosti v mednarodnem sistemu enot SI je izražena v ohmih m.

To je upor prevodnika z dolžino 1 m in površino preseka 1 m² / vrednost 1 ohm.

V elektrotehniki je za udobje izračunov običajno uporabiti izvod električne upornosti, izražen v Ohm mm² / m. Vrednosti upornosti za najpogostejše kovine in njihove zlitine najdete v ustreznih referenčnih knjigah.

Tabeli 1 in 2 prikazujeta vrednosti upornosti različnih najpogostejših materialov.

Tabela 1. Upornost nekaterih kovin

Tabela 2. Upornost običajnih zlitin

Specifična električna upornost različnih medijev. Fizika pojavov

Specifični električni upornosti kovin in njihovih zlitin, polprevodnikov in dielektrikov

Danes, oboroženi z znanjem, smo sposobni vnaprej izračunati električno upornost katerega koli materiala, tako naravnega kot sintetiziranega, na podlagi njegove kemične sestave in predpostavljenega fizikalnega stanja.

To znanje nam pomaga bolje izkoristiti možnosti materialov, včasih precej eksotičnih in edinstvenih.

Glede na prevladujoče ideje z vidika fizike delimo trdne snovi na kristalne, polikristalne in amorfne snovi.

Najlažji način, v smislu tehničnega izračuna upornosti oziroma njenega merjenja, je primer z amorfnimi snovmi. Nimajo izrazite kristalne strukture (čeprav imajo lahko mikroskopske vključke takšnih snovi), so relativno homogene po kemični sestavi in kažejo lastnosti, značilne za dani material.

Za polikristalne snovi, ki jih tvori skupek relativno majhnih kristalov enake kemične sestave, se obnašanje lastnosti ne razlikuje veliko od obnašanja amorfnih snovi, saj je električna upornost običajno opredeljena kot integralna agregatna lastnost danega materialnega vzorca.

Situacija je bolj zapletena pri kristalnih snoveh, zlasti pri monokristalih, ki imajo glede na simetrične osi svojih kristalov različno električno upornost in druge električne karakteristike. Ta lastnost se imenuje kristalna anizotropija in se pogosto uporablja v tehnologiji, zlasti v radiotehničnih vezjih kvarčnih oscilatorjev, kjer je frekvenčna stabilnost določena natančno z generiranjem frekvenc, ki so lastne določenemu kremenovemu kristalu.

Vsak od nas, ki je lastnik računalnika, tablice, mobilnega telefona ali pametnega telefona, vključno z lastniki elektronskih ur do iWatch, je tudi lastnik kvarčnega kristala. Na podlagi tega je mogoče soditi o obsegu uporabe kvarčnih resonatorjev v elektroniki, ki se ocenjuje na desetine milijard.

Med drugim je upornost številnih materialov, predvsem polprevodnikov, odvisna od temperature, zato so referenčni podatki običajno podani z merilno temperaturo, običajno 20 °C.

Edinstvene lastnosti platine, ki ima stalno in dobro raziskano odvisnost električne upornosti od temperature, pa tudi možnost pridobivanja kovine visoke čistosti, so služile kot predpogoj za izdelavo senzorjev na njeni podlagi v širokem temperaturnem območju. .

Pri kovinah je širjenje referenčnih vrednosti upornosti posledica metod izdelave vzorcev in kemične čistosti kovine tega vzorca.

Za zlitine je širši razpon referenčnih vrednosti upornosti posledica metod priprave vzorcev in variabilnosti sestave zlitine.

Električna upornost tekočin (elektroliti)

Razumevanje upornosti tekočin temelji na teorijah toplotne disociacije in mobilnosti kationov in anionov. Na primer, v najpogostejši tekočini na Zemlji, navadni vodi, se nekatere njene molekule pod vplivom temperature razgradijo na ione: katione H+ in anione OH–. Ko se na elektrode, potopljene v vodo v normalnih pogojih dovaja zunanja napetost, nastane tok zaradi premikanja prej omenjenih ionov. Kot se je izkazalo, se v vodi tvorijo cele asociacije molekul - grozdi, včasih v kombinaciji s H+ kationi ali OH– anioni. Zato se prenos ionov po grozdih pod vplivom električne napetosti zgodi takole: če na eni strani sprejme ion v smeri uporabljenega električnega polja, grozd na drugi strani "spusti" podoben ion. Prisotnost grozdov v vodi odlično pojasnjuje znanstveno dejstvo, da ima voda pri temperaturi približno 4 ° C največjo gostoto. Večina molekul vode je v tem primeru v grozdih zaradi delovanja vodikovih in kovalentnih vezi, tako rekoč v kvazikristaliničnem stanju; v tem primeru je toplotna disociacija minimalna, nastajanje ledenih kristalov, ki imajo manjšo gostoto (led plava v vodi), pa se še ni začelo.

Na splošno kaže upornost tekočin močnejšo odvisnost od temperature, zato se ta lastnost vedno meri pri temperaturi 293 K, kar ustreza temperaturi 20 °C.

Poleg vode obstaja veliko drugih topil, ki lahko ustvarijo katione in anione topljencev. Poznavanje in merjenje upornosti takšnih raztopin je prav tako velikega praktičnega pomena.

Pri vodnih raztopinah soli, kislin in alkalij ima koncentracija raztopljene snovi pomembno vlogo pri določanju upornosti raztopine. Primer je naslednja tabela, ki prikazuje vrednosti upornosti različnih snovi, raztopljenih v vodi pri temperaturi 18 ° C:

Tabela 3. Vrednosti upornosti različnih snovi, raztopljenih v vodi pri temperaturi 18 °C

Podatki tabel so povzeti iz Kratke fizične in tehnične reference, zvezek 1, - M .: 1960

Upornost izolatorjev

V vejah elektrotehnike, elektronike, radiotehnike in robotike je velik pomen cel razred različnih snovi, ki imajo relativno visoko upornost. Ne glede na njihovo agregacijsko stanje, naj bo to trdno, tekoče ali plinasto, takšne snovi imenujemo izolatorji. Takšni materiali se uporabljajo za izolacijo posameznih delov električnih vezij drug od drugega.

Primer trdnih izolatorjev je znani upogljiv električni trak, zahvaljujoč kateremu obnavljamo izolacijo pri povezovanju različnih žic. Mnogi poznajo porcelanaste izolatorje za obešanje nadzemnih daljnovodov, tekstolitne plošče z elektronskimi komponentami, ki so del večine elektronskih izdelkov, keramiko, steklo in številne druge materiale. Sodobni trdni izolacijski materiali na osnovi plastike in elastomerov omogočajo varno uporabo električnega toka različnih napetosti v najrazličnejših napravah in napravah.

Poleg trdnih izolatorjev se v elektrotehniki pogosto uporabljajo tekoči izolatorji z visoko upornostjo. V močnostnih transformatorjih električnih omrežij tekoče transformatorsko olje preprečuje okvare med zavoji zaradi samoindukcijske EMF in zanesljivo izolira zavoje navitij. V oljnih odklopnikih se olje uporablja za gašenje električnega loka, ki nastane pri preklopu tokovnih virov. Kondenzatorsko olje se uporablja za ustvarjanje kompaktnih kondenzatorjev z visoko električno zmogljivostjo; poleg teh olj se kot tekoči izolatorji uporabljajo naravno ricinusovo olje in sintetična olja.

Pri normalnem atmosferskem tlaku so vsi plini in njihove mešanice odlični izolatorji z vidika elektrotehnike, vendar imajo žlahtni plini (ksenon, argon, neon, kripton) zaradi svoje inertnosti večjo upornost, ki se pogosto uporablja v nekatera področja tehnologije.

Toda najpogostejši izolator je zrak, ki ga večinoma sestavljajo molekularni dušik (75 mas. %), molekularni kisik (23,15 mas. %), argon (1,3 mas. %), ogljikov dioksid, vodik, voda in nekatere nečistoče. različni žlahtni plini . Izolira pretok toka v običajnih gospodinjskih stikalih za luči, relejnih tokovnih stikalih, magnetnih zaganjalnikih in mehanskih odklopnikih. Treba je opozoriti, da zmanjšanje tlaka plinov ali njihovih zmesi pod atmosferskim tlakom vodi do povečanja njihove električne upornosti. Idealen izolator v tem smislu je vakuum.

Specifična električna upornost različnih tal

Eden najpomembnejših načinov zaščite osebe pred škodljivimi učinki električnega toka v primeru nesreč v električnih inštalacijah je zaščitna ozemljitvena naprava.