Tukoy na electrical resistance ng tanso. Formula ng pagkalkula at halaga ng pagsukat. Mga Konseptong May Kaugnayan sa Resistivity

Kadalasan sa mga de-koryenteng panitikan mayroong konsepto ng "tiyak na tanso". At sa hindi sinasadyang tanong mo sa iyong sarili, ano ito?

Ang konsepto ng "paglaban" para sa anumang konduktor ay patuloy na konektado sa pag-unawa sa proseso ng daloy sa pamamagitan nito. agos ng kuryente. Dahil ang artikulo ay tumutuon sa paglaban ng tanso, dapat nating isaalang-alang ang mga katangian nito at ang mga katangian ng mga metal.

Kailan nag-uusap kami tungkol sa mga metal, hindi mo sinasadyang naaalala na lahat sila ay may isang tiyak na istraktura - isang kristal na sala-sala. Ang mga atomo ay matatagpuan sa mga node ng naturang sala-sala at gumagawa ng mga kamag-anak na distansya at ang lokasyon ng mga node na ito ay nakasalalay sa mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ng mga atomo sa isa't isa (repulsion at atraksyon), at naiiba para sa iba't ibang mga metal. Ang mga electron ay umiikot sa mga atomo sa kanilang mga orbit. Pinananatili rin sila sa orbit sa pamamagitan ng balanse ng mga puwersa. Tanging ito ay sa atom at sentripugal. Mag-isip ng isang larawan? Maaari mong tawagan ito, sa isang kahulugan, static.

Ngayon, magdagdag tayo ng dynamics. Sa isang piraso ng tanso ay nagsisimulang kumilos electric field. Ano ang nangyayari sa loob ng konduktor? Ang mga electron ay pinunit ng puwersa electric field mula sa kanilang mga orbit, sumugod sa positibong poste nito. Dito mayroon kang direktang paggalaw ng mga electron, o sa halip, electric current. Ngunit sa paraan ng kanilang paggalaw, natitisod sila sa mga atomo sa mga node ng kristal na sala-sala at mga electron na patuloy pa ring umiikot sa kanilang mga atomo. Kasabay nito, nawawala ang kanilang enerhiya at binabago ang direksyon ng paggalaw. Ngayon ay nagiging mas malinaw ng kaunti ang kahulugan ng pariralang "conductor resistance"? Ito ang mga atomo ng sala-sala at ang mga electron na umiikot sa kanilang paligid ay lumalaban sa direktang paggalaw ng mga electron na pinunit ng electric field mula sa kanilang mga orbit. Ngunit ang konsepto ng paglaban ng konduktor ay matatawag karaniwang katangian. Higit pang indibidwal ang nagpapakilala sa bawat resistivity ng conductor. Kasama sa Medi. Ang katangiang ito ay indibidwal para sa bawat metal, dahil ito ay direktang nakasalalay lamang sa hugis at sukat ng kristal na sala-sala at, sa ilang lawak, sa temperatura. Sa pagtaas ng temperatura ng konduktor, ang mga atomo ay nagsasagawa ng mas matinding oscillation sa mga site ng sala-sala. At ang mga electron ay umiikot sa mga node sa mas mataas na bilis at sa mga orbit ng mas malaking radius. At, siyempre, ang mga libreng electron ay nakakatugon sa higit na pagtutol kapag gumagalaw. Ganyan ang pisika ng proseso.

Para sa mga pangangailangan ng industriya ng elektrikal, isang malawak na produksyon ng mga metal tulad ng aluminyo at tanso, ang resistivity na kung saan ay medyo maliit, ay naitatag. Ang mga metal na ito ay ginagamit sa paggawa ng mga kable at iba't ibang uri mga wire, na malawakang ginagamit sa konstruksyon, para sa produksyon mga kasangkapan sa sambahayan, paggawa ng mga gulong, windings ng mga transformer at iba pang produktong elektrikal.

Nilalaman:

Sa electrical engineering, ang isa sa mga pangunahing elemento ng mga electrical circuit ay mga wire. Ang kanilang gawain ay upang pumasa sa electric current na may kaunting pagkalugi. Sa eksperimento, matagal nang natukoy na upang mabawasan ang pagkawala ng kuryente, ang mga wire ay pinakamahusay na ginawa mula sa pilak. Ang metal na ito ay nagbibigay ng mga katangian ng isang konduktor na may isang minimum na pagtutol sa ohms. Ngunit dahil ang marangal na metal na ito ay mahal, ang paggamit nito sa industriya ay napakalimitado.

At ang mga pangunahing metal para sa mga wire ay aluminyo at tanso. Sa kasamaang palad, ang paglaban ng bakal bilang isang konduktor ng kuryente ay napakahusay na gawin magandang wire. Sa kabila ng higit pa mura, ito ay ginagamit lamang bilang carrier base ng mga wire ng mga linya ng kuryente.

Ang ganitong iba't ibang mga pagtutol

Ang paglaban ay sinusukat sa ohms. Ngunit para sa mga wire, napakaliit ng halagang ito. Kung susubukan mong sukatin gamit ang isang tester sa mode ng pagsukat ng paglaban, kunin tamang resulta magiging mahirap. Bukod dito, kahit na anong wire ang kunin namin, ang resulta sa panel ng instrumento ay magkakaiba ng kaunti. Ngunit hindi ito nangangahulugan na sa katunayan ang electrical resistance ng mga wire na ito ay pantay na makakaapekto sa pagkawala ng kuryente. Upang mapatunayan ito, kinakailangan upang pag-aralan ang formula kung saan kinakalkula ang paglaban:

Gumagamit ang formula na ito ng mga dami tulad ng:

Lumalabas na ang paglaban ang tumutukoy sa paglaban. Mayroong isang pagtutol na kinakalkula ng isang formula gamit ang isa pang pagtutol. Ang partikular na electrical resistance na ito ρ (Greek letter ro) ay tumutukoy lamang sa bentahe ng isang partikular na metal bilang isang electrical conductor:

Samakatuwid, kung ang tanso, bakal, pilak, o anumang iba pang materyal ay ginagamit upang gumawa ng magkatulad na mga wire o konduktor ng espesyal na disenyo, nangungunang papel ito ang materyal na maglalaro sa mga katangiang elektrikal nito.

Ngunit sa katunayan, ang sitwasyon na may pagtutol ay mas kumplikado kaysa sa mga kalkulasyon lamang gamit ang mga formula sa itaas. Ang mga formula na ito ay hindi isinasaalang-alang ang temperatura at ang hugis ng diameter ng konduktor. At sa pagtaas ng temperatura, ang resistivity ng tanso, tulad ng anumang iba pang metal, ay nagiging mas malaki. napaka magandang halimbawa maaaring ito ay isang bombilya na maliwanag na maliwanag. Maaari mong sukatin ang paglaban ng spiral nito gamit ang isang tester. Pagkatapos, sa pamamagitan ng pagsukat ng kasalukuyang sa circuit gamit ang lampara na ito, ayon sa batas ng Ohm, kalkulahin ang paglaban nito sa estado ng glow. Ang resulta ay magiging mas malaki kaysa sa pagsukat ng paglaban gamit ang isang tester.

Katulad nito, ang tanso ay hindi magbibigay ng inaasahang kahusayan sa isang kasalukuyang malaking lakas, kung pabayaan natin ang anyo cross section konduktor. Ang epekto ng balat, na nagpapakita mismo sa direktang proporsyon sa pagtaas ng kasalukuyang, ay gumagawa ng mga conductor na may isang bilog na cross section na hindi mabisa, kahit na pilak o tanso ang ginagamit. Para sa kadahilanang ito, ang paglaban ng pag-ikot alambreng tanso sa isang mataas na kasalukuyang, ito ay maaaring mas mataas kaysa sa isang flat aluminum wire.

Bukod dito, kahit na ang kanilang mga cross-sectional na lugar ay pareho. Sa alternating current, ang epekto ng balat ay nagpapakita rin ng sarili, tumataas habang ang dalas ng kasalukuyang pagtaas. Ang epekto ng balat ay nangangahulugan na ang kasalukuyang daloy ay mas malapit sa ibabaw ng konduktor. Para sa kadahilanang ito, sa ilang mga kaso ay mas kapaki-pakinabang na gumamit ng pilak na patong ng mga wire. Kahit na ang isang bahagyang pagbaba sa resistivity sa ibabaw ng silver-plated copper conductor ay makabuluhang binabawasan ang pagkawala ng signal.

Paglalahat ng konsepto ng resistivity

Tulad ng sa anumang iba pang kaso na may kaugnayan sa pagpapakita ng mga sukat, ang resistivity ay ipinahayag sa mga tuntunin ng iba't ibang sistema mga yunit. Ang SI (International System of Units) ay gumagamit ng ohm m, ngunit tinatanggap din ang paggamit ng ohm*kV mm/m (ito ay isang non-systemic unit ng resistivity). Ngunit sa isang tunay na konduktor, ang halaga ng resistivity ay hindi pare-pareho. Dahil ang lahat ng mga materyales ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na kadalisayan, na maaaring mag-iba mula sa punto hanggang punto, ito ay kinakailangan upang lumikha ng isang naaangkop na representasyon ng paglaban sa isang tunay na materyal. Ang batas ng Ohm sa kaugalian na anyo ay naging isang pagpapakita:

Ang batas na ito, malamang, ay hindi ilalapat sa mga kalkulasyon ng sambahayan. Ngunit sa panahon ng disenyo ng iba't ibang mga elektronikong bahagi, halimbawa, mga resistors, mga elemento ng mala-kristal, tiyak na ginagamit ito. Dahil pinapayagan ka nitong magsagawa ng mga kalkulasyon batay sa isang naibigay na punto, kung saan mayroong kasalukuyang density at lakas ng electric field. At ang kaukulang resistivity. Ang formula ay inilalapat sa hindi magkakatulad na isotropic pati na rin ang mga anisotropic na sangkap (mga kristal, paglabas ng gas, atbp.).

Paano nakuha ang purong tanso?

Upang mabawasan ang mga pagkalugi sa mga wire at cable core na gawa sa tanso, dapat itong maging dalisay. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng espesyal teknolohikal na proseso:

• sa batayan ng electron-beam, pati na rin ang pagtunaw ng zone;
• paulit-ulit na paglilinis ng electrolysis.

Kapag ang isang de-koryenteng circuit ay sarado, sa mga terminal kung saan mayroong isang potensyal na pagkakaiba, isang electric kasalukuyang arises. Ang mga libreng electron sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng electric field ay gumagalaw sa konduktor. Sa kanilang paggalaw, ang mga electron ay bumangga sa mga atomo ng konduktor at binibigyan sila ng reserba ng kanilang enerhiya. kinetic energy. Ang bilis ng paggalaw ng mga electron ay patuloy na nagbabago: kapag ang mga electron ay bumangga sa mga atomo, molekula at iba pang mga electron, bumababa ito, pagkatapos ay tumataas sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field at bumababa muli sa isang bagong banggaan. Bilang isang resulta, ang konduktor ay nakatakda pare-parehong galaw daloy ng mga electron sa bilis na ilang fraction ng isang sentimetro bawat segundo. Dahil dito, ang mga electron na dumadaan sa isang konduktor ay laging nakatagpo ng pagtutol mula sa gilid nito hanggang sa kanilang paggalaw. Kapag ang isang electric current ay dumaan sa isang konduktor, ang huli ay umiinit.

Elektrisidad na paglaban

Ang de-koryenteng paglaban ng konduktor, na ipinahiwatig ng Latin na titik r, ay tinatawag na pag-aari ng isang katawan o kapaligiran upang magbago enerhiyang elektrikal sa init kapag ang isang electric current ay dumaan dito.

Sa mga diagram, ang electrical resistance ay ipinahiwatig tulad ng ipinapakita sa Figure 1, a.

Ang variable na electrical resistance, na nagsisilbing baguhin ang kasalukuyang sa circuit, ay tinatawag rheostat. Sa mga diagram, ang mga rheostat ay itinalaga tulad ng ipinapakita sa Figure 1, b. AT pangkalahatang pananaw Ang rheostat ay ginawa mula sa isang wire ng isa o ibang pagtutol, na nasugatan sa isang insulating base. Ang slider o pingga ng rheostat ay inilalagay sa isang tiyak na posisyon, bilang isang resulta kung saan ang nais na pagtutol ay ipinakilala sa circuit.

Ang isang mahabang konduktor ng maliit na cross-section ay lumilikha ng isang mataas na pagtutol sa kasalukuyang. Ang mga maikling conductor ng malaking cross-section ay may maliit na pagtutol sa kasalukuyang.

Kung kukuha tayo ng dalawang konduktor mula sa iba't ibang materyal, ngunit ang parehong haba at cross section, kung gayon ang mga conductor ay magsasagawa ng kasalukuyang sa iba't ibang paraan. Ipinapakita nito na ang paglaban ng isang konduktor ay nakasalalay sa materyal ng mismong konduktor.

Ang temperatura ng isang konduktor ay nakakaapekto rin sa resistensya nito. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang paglaban ng mga metal, at bumababa ang paglaban ng mga likido at karbon. Ang ilang mga espesyal na haluang metal lamang (manganin, constantan, nickeline at iba pa) ay halos hindi nagbabago ng kanilang paglaban sa pagtaas ng temperatura.

Kaya, nakikita natin na ang electrical resistance ng conductor ay nakasalalay sa: 1) ang haba ng conductor, 2) ang cross section ng conductor, 3) ang materyal ng conductor, 4) ang temperatura ng conductor.

Ang yunit ng paglaban ay isang ohm. Ang Om ay madalas na tinutukoy ng malaking titik ng Greek na Ω (omega). Kaya sa halip na isulat ang "Ang paglaban ng konduktor ay 15 ohms", maaari mo lamang isulat: r= 15Ω.
Ang 1000 ohm ay tinatawag na 1 kiloohm(1kΩ, o 1kΩ),
Ang 1,000,000 ohms ay tinatawag na 1 megaohm(1mgOhm, o 1MΩ).

Kapag inihambing ang paglaban ng mga konduktor mula sa iba't ibang materyales ito ay kinakailangan upang kumuha ng isang tiyak na haba at seksyon para sa bawat sample. Pagkatapos ay magagawa nating hatulan kung aling materyal ang nagsasagawa ng electric current nang mas mahusay o mas masahol pa.

Video 1. Paglaban ng konduktor

Tukoy na electrical resistance

Ang paglaban sa ohms ng isang conductor na 1 m ang haba, na may cross section na 1 mm² ay tinatawag resistivity at tinutukoy ng letrang Griyego ρ (ro).

Ang talahanayan 1 ay nagbibigay ng mga tiyak na resistensya ng ilang mga konduktor.

Talahanayan 1

Resistivity ng iba't ibang konduktor

Ipinapakita ng talahanayan na ang isang bakal na wire na may haba na 1 m at isang cross section na 1 mm² ay may resistensya na 0.13 ohms. Upang makakuha ng 1 ohm ng paglaban, kailangan mong kumuha ng 7.7 m ng naturang kawad. Ang pilak ay may pinakamababang resistivity. Ang 1 ohm ng paglaban ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkuha ng 62.5 m ng silver wire na may cross section na 1 mm². pilak - pinakamahusay na konduktor, ngunit ang halaga ng pilak ay hindi kasama ang posibilidad ng mass use nito. Pagkatapos ng pilak sa talahanayan ay dumating ang tanso: 1 m alambreng tanso na may cross section na 1 mm² ay may resistensya na 0.0175 ohms. Upang makakuha ng paglaban ng 1 oum, kailangan mong kumuha ng 57 m ng naturang kawad.

Ang kemikal na dalisay, na nakuha sa pamamagitan ng pagpino, ang tanso ay natagpuan ang malawakang paggamit sa electrical engineering para sa paggawa ng mga wire, cable, windings. mga de-koryenteng makina at mga device. Ang aluminyo at bakal ay malawak ding ginagamit bilang mga konduktor.

Ang paglaban ng isang konduktor ay maaaring matukoy ng formula:

saan r- paglaban ng konduktor sa ohms; ρ - tiyak na pagtutol ng konduktor; l ay ang haba ng konduktor sa m; S– cross-section ng conductor sa mm².

Halimbawa 1 Tukuyin ang paglaban ng 200 m ng bakal na kawad na may cross section na 5 mm².

Halimbawa 2 Kalkulahin ang paglaban ng 2 km ng aluminum wire na may cross section na 2.5 mm².

Mula sa formula ng paglaban, madali mong matukoy ang haba, resistivity at cross section ng konduktor.

Halimbawa 3 Para sa isang radio receiver, kinakailangang i-wind ang resistensya na 30 ohms mula sa nickel wire na may cross section na 0.21 mm². Tukuyin ang kinakailangang haba ng wire.

Halimbawa 4 Tukuyin ang cross section ng 20 m nichrome wire kung ang resistensya nito ay 25 ohms.

Halimbawa 5 Ang isang wire na may cross section na 0.5 mm² at isang haba na 40 m ay may resistensya na 16 ohms. Tukuyin ang materyal ng wire.

Ang materyal ng isang konduktor ay nagpapakilala sa resistivity nito.

Ayon sa talahanayan ng resistivity, nakita namin na ang tingga ay may ganitong pagtutol.

Nabanggit sa itaas na ang paglaban ng mga konduktor ay nakasalalay sa temperatura. Gawin natin ang sumusunod na eksperimento. Pinapaikot namin ang ilang metro ng manipis na metal wire sa anyo ng isang spiral at ginagawang circuit ng baterya ang spiral na ito. Upang sukatin ang kasalukuyang sa circuit, i-on ang ammeter. Kapag pinainit ang spiral sa apoy ng burner, makikita mo na bababa ang mga pagbabasa ng ammeter. Ipinapakita nito na ang paglaban ng metal wire ay nagdaragdag sa pag-init.

Para sa ilang mga metal, kapag pinainit ng 100 °, ang paglaban ay tumataas ng 40 - 50%. May mga haluang metal na bahagyang nagbabago ng kanilang paglaban sa init. Ang ilang mga espesyal na haluang metal ay halos hindi nagbabago ng paglaban sa temperatura. Ang paglaban ng mga konduktor ng metal ay tumataas sa pagtaas ng temperatura, ang paglaban ng mga electrolyte (likidong konduktor), karbon at ilang mga solido, sa kabaligtaran, bumababa.

Ang kakayahan ng mga metal na baguhin ang kanilang paglaban sa mga pagbabago sa temperatura ay ginagamit upang bumuo ng mga thermometer ng paglaban. Ang nasabing thermometer ay isang platinum wire na sugat sa isang mika frame. Sa pamamagitan ng paglalagay ng thermometer, halimbawa, sa isang pugon at pagsukat ng paglaban ng platinum wire bago at pagkatapos ng pagpainit, ang temperatura sa pugon ay maaaring matukoy.

Ang pagbabago sa paglaban ng konduktor kapag ito ay pinainit, bawat 1 ohm ng unang pagtutol at 1 ° temperatura, ay tinatawag koepisyent ng temperatura ng paglaban at tinutukoy ng titik α.

Kung sa isang temperatura t 0 konduktor pagtutol ay r 0, at sa temperatura t katumbas r t, pagkatapos ay ang temperatura koepisyent ng paglaban

Tandaan. Ang formula na ito ay maaari lamang kalkulahin sa loob ng isang tiyak na hanay ng temperatura (hanggang sa humigit-kumulang 200°C).

Ibinibigay namin ang mga halaga ng koepisyent ng temperatura ng paglaban α para sa ilang mga metal (talahanayan 2).

talahanayan 2

Mga halaga ng koepisyent ng temperatura para sa ilang mga metal

Mula sa formula para sa koepisyent ng temperatura ng paglaban, tinutukoy namin r t:

r t = r 0 .

Halimbawa 6 Tukuyin ang paglaban ng isang bakal na kawad na pinainit hanggang 200°C kung ang paglaban nito sa 0°C ay 100 ohms.

r t = r 0 = 100 (1 + 0.0066 × 200) = 232 ohms.

Halimbawa 7 Ang resistance thermometer na gawa sa platinum wire sa isang silid na may temperaturang 15°C ay may resistensyang 20 ohms. Ang thermometer ay inilagay sa hurno at pagkaraan ng ilang sandali ay nasusukat ang paglaban nito. Ito ay naging katumbas ng 29.6 ohms. Tukuyin ang temperatura sa oven.

electrical conductivity

Hanggang ngayon, isinasaalang-alang namin ang paglaban ng konduktor bilang isang balakid na ibinibigay ng konduktor sa electric current. Gayunpaman, ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng konduktor. Samakatuwid, bilang karagdagan sa paglaban (mga hadlang), ang konduktor ay mayroon ding kakayahang magsagawa ng electric current, iyon ay, conductivity.

Kung mas maraming resistensya ang isang konduktor, mas mababa ang conductivity nito, mas malala itong nagsasagawa ng electric current, at, sa kabaligtaran, mas mababa ang resistensya ng isang konduktor, mas maraming conductivity ito, mas madali para sa kasalukuyang dumaan sa konduktor. Samakatuwid, ang paglaban at kondaktibiti ng konduktor ay katumbas ng dami.

Ito ay kilala mula sa matematika na ang reciprocal ng 5 ay 1/5 at, sa kabaligtaran, ang reciprocal ng 1/7 ay 7. Samakatuwid, kung ang paglaban ng isang konduktor ay tinutukoy ng titik r, kung gayon ang kondaktibiti ay tinukoy bilang 1/ r. Ang conductivity ay karaniwang tinutukoy ng letrang g.

Ang electrical conductivity ay sinusukat sa (1/ohm) o siemens.

Halimbawa 8 Ang resistensya ng konduktor ay 20 ohms. Tukuyin ang conductivity nito.

Kung ang r= 20 Ohm, kung gayon

Halimbawa 9 Ang conductivity ng conductor ay 0.1 (1/ohm). Tukuyin ang paglaban nito

Kung g \u003d 0.1 (1 / Ohm), kung gayon r= 1 / 0.1 = 10 (ohm)

Ang elektrikal na resistivity ay isang pisikal na dami na nagpapahiwatig ng lawak kung saan ang isang materyal ay maaaring labanan ang pagpasa ng isang electric current sa pamamagitan nito. Maaaring malito ang ilang tao katangiang ito na may karaniwang paglaban sa kuryente. Sa kabila ng pagkakapareho ng mga konsepto, ang pagkakaiba sa pagitan ng mga ito ay nakasalalay sa katotohanan na ang tiyak ay tumutukoy sa mga sangkap, at ang pangalawang termino ay tumutukoy lamang sa mga konduktor at nakasalalay sa materyal ng kanilang paggawa.

kapalit materyal na ito ay ang electrical conductivity. Kung mas mataas ang parameter na ito, mas mahusay ang kasalukuyang dumadaan sa sangkap. Alinsunod dito, mas mataas ang paglaban, mas maraming pagkalugi ang inaasahan sa output.

Formula ng pagkalkula at halaga ng pagsukat

Isinasaalang-alang kung ano ang sinusukat ng electrical resistivity, posible ring masubaybayan ang koneksyon sa hindi tiyak, dahil ang mga yunit ng Ohm m ay ginagamit upang italaga ang parameter. Ang halaga mismo ay tinutukoy bilang ρ. Sa halagang ito, posibleng matukoy ang paglaban ng isang sangkap sa tiyak na kaso base sa laki nito. Ang yunit ng panukalang ito ay tumutugma sa SI system, ngunit maaaring may iba pang mga opsyon. Sa teknolohiya, maaari mong pana-panahong makita ang hindi napapanahong pagtatalaga Ohm mm 2 / m. Upang ilipat mula sa system na ito sa isang internasyonal, hindi mo kailangang gamitin kumplikadong mga formula, dahil ang 1 ohm mm 2 /m ay katumbas ng 10 -6 ohm m.

Ang electrical resistivity formula ay ang mga sumusunod:

R= (ρ l)/S, kung saan:

• R ay ang paglaban ng konduktor;
• Ang Ρ ay ang resistivity ng materyal;
• l ay ang haba ng konduktor;
• Ang S ay ang cross section ng konduktor.

Pagdepende sa temperatura

Ang tiyak na paglaban ng kuryente ay depende sa temperatura. Ngunit ang lahat ng mga grupo ng mga sangkap ay nagpapakita ng kanilang sarili nang iba kapag ito ay nagbabago. Dapat itong isaalang-alang kapag kinakalkula ang mga wire na gagana sa ilang mga kundisyon. Halimbawa, sa kalye, kung saan nakadepende ang mga halaga ng temperatura sa panahon, mga kinakailangang materyales na may mas kaunting pagkamaramdamin sa mga pagbabago sa hanay mula -30 hanggang +30 degrees Celsius. Kung ito ay pinlano na gamitin ito sa isang pamamaraan na gagana sa ilalim ng parehong mga kondisyon, pagkatapos dito kinakailangan din na i-optimize ang mga kable para sa tiyak na mga parameter. Ang materyal ay palaging pinili na isinasaalang-alang ang operasyon.

Sa nominal na talahanayan, ang electrical resistivity ay kinuha sa temperatura na 0 degrees Celsius. Ang pagtaas sa parameter na ito kapag ang materyal ay pinainit ay dahil sa ang katunayan na ang intensity ng paggalaw ng mga atomo sa sangkap ay nagsisimulang tumaas. mga carrier mga singil sa kuryente nakakalat nang random sa lahat ng direksyon, na humahantong sa paglikha ng mga hadlang para sa paggalaw ng mga particle. Ang magnitude ng daloy ng kuryente ay nabawasan.

Habang bumababa ang temperatura, nagiging mas mahusay ang kasalukuyang mga kondisyon ng daloy. Kapag naabot ang isang tiyak na temperatura, na magiging iba para sa bawat metal, lumilitaw ang superconductivity, kung saan ang katangian na pinag-uusapan ay halos umabot sa zero.

Ang mga pagkakaiba sa mga parameter kung minsan ay umaabot nang napakalaki malalaking halaga. Ang mga materyales na may mataas na pagganap ay maaaring magamit bilang mga insulator. Tumutulong sila na protektahan ang mga kable mula sa mga short circuit at hindi sinasadyang pakikipag-ugnayan ng tao. Ang ilang mga sangkap ay karaniwang hindi naaangkop para sa electrical engineering kung mayroon silang mataas na halaga ng parameter na ito. Maaaring makagambala dito ang ibang mga pag-aari. Halimbawa, hindi magkakaroon ng electrical conductivity ng tubig ng malaking kahalagahan para sa lugar na ito. Narito ang mga halaga ng ilang mga sangkap na may mataas na rate.

Ang mga sangkap na may mababang rate ay mas aktibong ginagamit sa electrical engineering. Kadalasan ito ay mga metal na nagsisilbing conductor. Nagpapakita rin sila ng maraming pagkakaiba. Upang malaman ang electrical resistivity ng tanso o iba pang mga materyales, ito ay nagkakahalaga ng pagtingin sa reference table.

Tukoy na dami ng electrical resistance

Ang parameter na ito ay nagpapakilala sa kakayahang magpasa ng kasalukuyang sa dami ng sangkap. Para sa pagsukat, kinakailangan na mag-aplay ng potensyal na boltahe na may iba't ibang partido materyal, ang produkto kung saan isasama sa de-koryenteng circuit. Ito ay ibinibigay ng kasalukuyang mula sa nominal na mga parameter. Pagkatapos ng pagpasa, ang output data ay sinusukat.

Gamitin sa electrical engineering

Pagbabago ng parameter kapag iba't ibang temperatura malawakang ginagamit sa electrical engineering. Karamihan simpleng halimbawa ay isang incandescent lamp na gumagamit ng nichrome filament. Kapag pinainit, nagsisimula itong lumiwanag. Kapag ang kasalukuyang dumaan dito, nagsisimula itong uminit. Habang tumataas ang init, tumataas din ang resistensya. Alinsunod dito, ang paunang kasalukuyang kinakailangan upang makakuha ng pag-iilaw ay limitado. Ang isang nichrome coil, gamit ang parehong prinsipyo, ay maaaring maging isang regulator sa iba't ibang mga aparato.

Ang malawakang paggamit ay mayroon din marangal na metal, na may mga angkop na katangian para sa electrical engineering. Para sa mga kritikal na circuit na nangangailangan ng bilis, pinipili ang mga pilak na contact. Angkinin nila mataas na gastos, ngunit dahil sa medyo maliit na bilang ng mga materyales, ang kanilang paggamit ay lubos na makatwiran. Ang tanso ay mas mababa sa pilak sa kondaktibiti, ngunit may higit pa abot kayang presyo, dahil sa kung saan ito ay mas madalas na ginagamit upang lumikha ng mga wire.

Sa mga kondisyon kung saan posible na gamitin ang maximum mababang temperatura ginagamit ang mga superconductor. Para sa temperatura ng silid at panlabas na paggamit, ang mga ito ay hindi palaging angkop, dahil habang ang temperatura ay tumataas, ang kanilang kondaktibiti ay magsisimulang bumagsak, kaya ang aluminyo, tanso at pilak ay nananatiling pinuno para sa gayong mga kondisyon.

Sa pagsasagawa, maraming mga parameter ang isinasaalang-alang, at ang isang ito ay isa sa pinakamahalaga. Ang lahat ng mga kalkulasyon ay isinasagawa sa yugto ng disenyo, kung saan ginagamit ang mga reference na materyales.

Ang paglaban sa elektrikal ay ang pangunahing katangian ng mga conductive na materyales. Depende sa saklaw ng konduktor, ang halaga ng paglaban nito ay maaaring gumanap ng parehong positibo at negatibong papel sa paggana ng isang de-koryenteng sistema. Gayundin, ang mga tampok ng paggamit ng konduktor ay maaaring maging sanhi ng pangangailangan na isaalang-alang ang mga karagdagang katangian, ang impluwensya kung saan sa isang partikular na kaso ay hindi maaaring pabayaan.

Ang mga konduktor ay purong metal at ang kanilang mga haluang metal. Sa isang metal, ang mga atom na naayos sa isang solong "malakas" na istraktura ay mayroon libreng elektron(ang tinatawag na "electronic gas"). Ito ang mga particle sa kasong ito ay mga tagadala ng bayad. Ang mga electron ay nasa patuloy na random na paggalaw mula sa isang atom patungo sa isa pa. Kapag lumitaw ang isang electric field (isang pinagmumulan ng boltahe ay konektado sa mga dulo ng metal), ang paggalaw ng mga electron sa konduktor ay nagiging order. Ang mga gumagalaw na electron ay nakakaharap ng mga hadlang sa kanilang daan, sanhi ng mga singularidad istraktura ng molekular konduktor. Kapag bumangga sa istraktura, ang mga carrier ng singil ay nawawala ang kanilang enerhiya, na nagbibigay nito sa konduktor (pinainit ito). Ang mas maraming mga obstacle na nilikha ng conductive structure para sa mga carrier ng singil, mas mataas ang resistensya.

Sa pagtaas ng cross section ng conductive structure para sa isang bilang ng mga electron, ang "transmission channel" ay magiging mas malawak, at ang paglaban ay bababa. Alinsunod dito, sa pagtaas ng haba ng wire, magkakaroon ng higit pang mga hadlang at tataas ang paglaban.

Kaya, sa pangunahing pormula upang kalkulahin ang paglaban, ang haba ng wire, ang cross-sectional area at isang partikular na koepisyent na nauugnay sa mga dimensional na katangian sa mga dami ng kuryente boltahe at kasalukuyang (1). Ang koepisyent na ito ay tinatawag na resistivity.
R=r*L/S (1)

Resistivity

Ang resistivity ay hindi nagbabago at isang pag-aari ng sangkap kung saan ginawa ang konduktor. Mga yunit ng pagsukat r - ohm * m. Kadalasan, ang halaga ng resistivity ay ibinibigay sa ohm * mm sq. / m. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang cross section ng mga pinaka-karaniwang ginagamit na mga cable ay medyo maliit at sinusukat sa mm square. Kumuha tayo ng isang simpleng halimbawa.

Gawain bilang 1. Haba ng tansong kawad L = 20 m, seksyon S = 1.5 mm. sq. Kalkulahin ang wire resistance.
Solusyon: tiyak na pagtutol ng tansong kawad r = 0.018 ohm*mm. sq./m. Ang pagpapalit ng mga halaga sa formula (1) makuha namin ang R=0.24 ohm.
Kapag kinakalkula ang paglaban ng sistema ng kapangyarihan, ang paglaban ng isang wire ay dapat na i-multiply sa bilang ng mga wire.
Kung ang aluminyo na may mas mataas na resistivity (r = 0.028 ohm * mm sq. / m) ay ginagamit sa halip na tanso, kung gayon ang paglaban ng mga wire ay tataas nang naaayon. Para sa halimbawa sa itaas, ang paglaban ay magiging R = 0.373 ohm (55% higit pa). Ang tanso at aluminyo ay ang mga pangunahing materyales para sa mga wire. Mayroong mga metal na may mas mababang resistivity kaysa sa tanso, tulad ng pilak. Gayunpaman, ang paggamit nito ay limitado dahil sa halatang mataas na gastos. Inililista ng talahanayan sa ibaba ang mga resistensya at iba pang mga pangunahing katangian ng mga materyales sa konduktor.
Talahanayan - ang mga pangunahing katangian ng mga konduktor

Thermal na pagkalugi ng mga wire

Kung, gamit ang cable mula sa halimbawa sa itaas, ang isang load na 2.2 kW ay konektado sa isang single-phase 220 V network, kung gayon ang kasalukuyang I \u003d P / U o I \u003d 2200/220 \u003d 10 A ay dadaloy sa pamamagitan ng wire. Ang formula para sa pagkalkula ng pagkawala ng kuryente sa konduktor:
Ppr \u003d (I ^ 2) * R (2)
Halimbawa Blg. 2. Kalkulahin ang mga aktibong pagkalugi sa panahon ng paghahatid ng kuryente na 2.2 kW sa isang network na may boltahe na 220 V para sa nabanggit na kawad.
Solusyon: sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga halaga ng kasalukuyang at paglaban ng mga wire sa formula (2), nakukuha namin ang Ppr \u003d (10 ^ 2) * (2 * 0.24) \u003d 48 W.
Kaya, kapag naglilipat ng enerhiya mula sa network patungo sa pag-load, ang mga pagkalugi sa mga wire ay bahagyang higit sa 2%. Ang enerhiya na ito ay na-convert sa init na inilabas ng konduktor sa kapaligiran. Ayon sa kondisyon ng pag-init ng konduktor (ayon sa magnitude ng kasalukuyang), napili ang cross section nito, na ginagabayan ng mga espesyal na talahanayan.
Halimbawa, para sa konduktor sa itaas, ang pinakamataas na kasalukuyang ay 19 A o 4.1 kW sa isang 220 V network.

Ang tumaas na boltahe ay ginagamit upang mabawasan ang mga aktibong pagkalugi sa mga linya ng kuryente. Sa kasong ito, ang kasalukuyang sa mga wire ay bumababa, ang mga pagkalugi ay bumagsak.

Epekto ng temperatura

Ang pagtaas ng temperatura ay humahantong sa pagtaas ng mga oscillations ng kristal na sala-sala ng metal. Alinsunod dito, ang mga electron ay nakakatugon malaking dami mga hadlang, na humahantong sa pagtaas ng paglaban. Ang halaga ng "sensitivity" ng paglaban ng metal sa pagtaas ng temperatura ay tinatawag na temperature coefficient α. Ang formula para sa pagsasaalang-alang sa temperatura ay ang mga sumusunod
R=Rн*, (3)
kung saan ang Rn ay ang paglaban ng kawad sa ilalim ng normal na mga kondisyon (sa temperatura t°n); Ang t° ay ang temperatura ng konduktor.
Karaniwan t°n = 20°C. Ang halaga ng α ay ipinahiwatig din para sa temperatura t°n.
Gawain 4. Kalkulahin ang paglaban ng isang tansong wire sa temperatura ng t ° \u003d 90 ° C. α tanso \u003d 0.0043, Rn \u003d 0.24 Ohm (gawain 1).
Solusyon: pagpapalit ng mga halaga sa formula (3) makuha namin ang R = 0.312 Ohm. Ang paglaban ng nasuri na pinainit na kawad ay 30% na mas malaki kaysa sa paglaban nito sa temperatura ng silid.

Epekto ng dalas

Sa pagtaas ng dalas ng kasalukuyang sa konduktor, ang proseso ng pag-alis ng mga singil na mas malapit sa ibabaw nito ay nangyayari. Bilang resulta ng pagtaas sa konsentrasyon ng mga singil sa ibabaw na layer, ang paglaban ng wire ay tumataas din. Ang prosesong ito ay tinatawag na "skin effect" o epekto sa ibabaw. Koepisyent ng balat– depende din ang epekto sa laki at hugis ng wire. Para sa halimbawa sa itaas, na may dalas alternating current Ang 20 kHz wire resistance ay tataas ng humigit-kumulang 10%. Tandaan na ang mga high-frequency na bahagi ay maaaring magkaroon ng kasalukuyang signal ng maraming modernong industriya at mga mamimili sa sambahayan(energy-saving lamp, switching power supply, frequency converter, at iba pa).

Impluwensiya ng mga katabing konduktor

Sa paligid ng anumang konduktor kung saan dumadaloy ang kasalukuyang, mayroong isang magnetic field. Ang pakikipag-ugnayan ng mga patlang ng mga kalapit na konduktor ay nagdudulot din ng pagkawala ng enerhiya at tinatawag na "proximity effect". Tandaan din na ang anumang metal conductor ay may inductance na nilikha ng isang conductive core, at isang capacitance na nilikha ng insulation. Ang mga parameter na ito ay mayroon ding proximity effect.

Teknolohiya

Mataas na boltahe zero resistance wires

Ang ganitong uri ng wire ay malawakang ginagamit sa mga sistema ng pag-aapoy ng kotse. Ang paglaban ng mga wire na may mataas na boltahe ay medyo maliit at umaabot sa ilang mga fraction ng isang ohm bawat metro ng haba. Alalahanin na ang paglaban ng halagang ito ay hindi masusukat sa isang ohmmeter. Pangkalahatang paggamit. Kadalasan, ang mga tulay ng pagsukat ay ginagamit para sa gawain ng pagsukat ng mga mababang resistensya.
Sa istruktura, ang mga wire na ito ay malaking bilang ng mga konduktor ng tanso na may pagkakabukod batay sa silicone, plastik o iba pang dielectrics. Ang kakaiba ng paggamit ng naturang mga wire ay namamalagi hindi lamang sa pagtatrabaho mataas na boltahe, ngunit din ang paglipat ng enerhiya sa isang maikling panahon (pulse mode).

Bimetal cable

Ang pangunahing saklaw ng mga nabanggit na cable ay ang paghahatid ng mga signal na may mataas na dalas. Ang core ng wire ay gawa sa isang uri ng metal, ang ibabaw nito ay pinahiran ng isa pang uri ng metal. Since sa high frequency lang ibabaw na layer konduktor, iyon ay, ang posibilidad na palitan ang loob ng kawad. Nagreresulta ito sa pagtitipid mamahaling materyal at pagbutihin ang mga mekanikal na katangian ng wire. Ang mga halimbawa ng naturang mga wire ay silver-plated copper, copper-plated steel.

Konklusyon

Ang resistensya ng kawad ay isang halaga na nakasalalay sa isang pangkat ng mga kadahilanan: uri ng konduktor, temperatura, kasalukuyang dalas, geometric na mga parameter. Ang kahalagahan ng impluwensya ng mga parameter na ito ay depende sa mga kondisyon ng operating ng wire. Ang pamantayan sa pag-optimize depende sa mga gawain para sa mga wire ay maaaring: pagbawas ng mga aktibong pagkalugi, pagpapabuti mekanikal na katangian, bagsak presyo.