Съпротивлението е приложна концепция в електротехниката. Той обозначава какво съпротивление на единица дължина се упражнява от материал от една секция към тока, протичащ през него - с други думи, какво съпротивление има жица с милиметрова секция с дължина един метър. Тази концепция се използва при различни изчисления в електротехниката.

Важно е да се разберат разликите между специфичното електрическо съпротивление на постоянен ток и специфичното електрическо съпротивление на променлив ток. В първия случай съпротивлението се причинява единствено от действието на постоянен ток върху проводника. Във втория случай променливият ток (може да бъде с всякаква форма: синусоидален, правоъгълен, триъгълен или произволен) предизвиква допълнително действащо вихрово поле в проводника, което също създава съпротивление.

Физически показатели

При технически изчисления, включващи полагане на кабели с различни диаметри, се използват параметри за изчисляване на необходимата дължина на кабела и неговите електрически характеристики. Един от основните параметри е съпротивлението. Формула за електрическо съпротивление:

ρ = R * S / l, където:

  • ρ е съпротивлението на материала;
  • R е омичното електрическо съпротивление на определен проводник;
  • S е напречно сечение;
  • l е дължината.

Размер ρ се измерва в Ohm • mm 2 / m или, като се намали формулата - Ohm • m.

Стойността ρ за едно и също вещество е винаги една и съща. Следователно това е константа, характеризираща материала на проводника. Обикновено се посочва в директории. Въз основа на това вече е възможно да се изчислят технически количества.

Важно е да се каже за електрическата проводимост. Тази стойност е обратното съпротивление на материала и се използва заедно с него. Нарича се още електрическа проводимост. Колкото по-висока е тази стойност, толкова по-добре металът провежда ток. Например, специфичната проводимост на медта е 58, 14 m / (Ohm • mm 2 ). Или в единици, приети в системата SI: 58 140 000 S / m. (Сименс на метър е единицата за електрическа проводимост в SI).

Устойчивост на различни материали

Възможно е да се говори за съпротивление само при наличието на елементи, които провеждат ток, тъй като диелектриците имат безкрайно или близо електрическо съпротивление към него. За разлика от тях металите са много добри токови проводници. Можете да измерите електрическото съпротивление на метален проводник, като използвате милиометър или по-точно - микроометър. Стойността се измерва между техните сонди, приложени към част от проводника. Те ви позволяват да проверите веригата, окабеляването, намотките на двигателите и генераторите.

Металите се различават по способността си да провеждат ток. Съпротивлението на различни метали е параметър, характеризиращ тази разлика. Данните са дадени при температура на материала 20 градуса по Целзий:

  • Сребро (ρ = 0, 01498 Ohm • mm 2 / m);
  • Алуминий (ρ = 0, 027);
  • Мед (ρ = 0, 01721);
  • Живак (ρ = 0, 94);
  • Злато (ρ = 0, 023);
  • Желязо (ρ = 0, 1);
  • Волфрам (ρ = 0, 051);
  • Месинг (ρ = 0, 026 … 0, 109);
  • Бронз (ρ = 0, 095);
  • Стомана (ρ = 0, 103 … 0, 14);
  • Сплавта на никел, манган, желязо и хром е нихром (ρ = 1, 051 … 1, 398).

Параметърът ρ показва какво съпротивление ще има метров проводник със сечение 1 mm 2 . Колкото по-голяма е тази стойност, толкова по-голямо е електрическото съпротивление на желаната жица с определена дължина. Най-малкото ρ, както се вижда от списъка, за сребро съпротивлението на един метър от този материал ще бъде само 0, 015 Ома, но метал е твърде скъп, за да се използва в индустриален мащаб. Следва мед, който е много по-често срещан в природата (не благороден, а цветни метали). Следователно, медното окабеляване е много често.

Приложение на меден проводник

Медта е не само добър проводник на електрически ток, но и много пластичен материал. Благодарение на това свойство медното окабеляване приляга по-добре, устойчиво е на огъване и разтягане.

Медта е много търсена на пазара. От този материал са направени много различни продукти:

  • Огромно разнообразие от проводници;
  • Авточасти (например радиатори);
  • Часовникарски механизми;
  • Компютърни компоненти
  • Подробности за електрически и електронни устройства.

Електрическото съпротивление на медта е едно от най-добрите сред токопроводящите материали, така че много продукти от електроиндустрията се създават на неговата основа. В допълнение, медта лесно се споява, така че е много често срещана в любителското радио.

Високата топлопроводимост на медта позволява използването му в охлаждащи и отоплителни устройства, а пластичността прави възможно създаването на най-малките детайли и най-тънките проводници.

Проводимост спрямо температура

Проводниците на електрически ток са от първи и втори вид. Проводниците от първия вид са металите. Проводниците от втория вид са проводими разтвори на течности. Електроните носят тока в първия, а токоносителите във втория вид проводници са йони, заредени частици от електролитична течност.

Можем да говорим за проводимостта на материалите само в контекста на околната температура. При по-висока температура проводниците от първия вид увеличават електрическото си съпротивление, а на втория, напротив, намаляват. Съответно, има температурен коефициент на устойчивост на материалите. Съпротивлението на медния ом m нараства с увеличаване на нагряването. Температурният коефициент α също зависи само от материала, тази стойност няма размер и е равна на следните показатели за различни метали и сплави:

  • Сребро - 0, 0035;
  • Желязо - 0, 0066;
  • Платина - 0, 0032;
  • Мед - 0, 0040;
  • Волфрам - 0, 0045;
  • Живак - 0, 0090;
  • Констанстан - 0, 000005;
  • Никелин - 0, 0003;
  • Нихром - 0, 00016.

Определянето на електрическото съпротивление на секцията на проводника при повишена температура R (t) се изчислява по формулата:

R (t) = R (0) · (1+ α · (tt (0))), където:

  • R (0) е съпротивлението при начална температура;
  • α е температурният коефициент;
  • t - t (0) е температурната разлика.

Например, знаейки електрическото съпротивление на мед при 20 градуса по Целзий, можем да изчислим какво ще бъде равно на 170 градуса, тоест при нагряване на 150 градуса. Първоначалното съпротивление ще се увеличи (1 + 0, 004 · (170–20)) пъти, тоест 1, 6 пъти.

С повишаване на температурата проводимостта на материалите, напротив, намалява. Тъй като това е реципрочното на електрическото съпротивление, то намалява точно същото количество. Например, електропроводимостта на медта при нагряване на материала с 150 градуса ще намалее 1, 6 пъти.

Има сплави, които практически не променят електрическото си съпротивление с температура. Такъв например е константанът. Когато температурата се промени със сто градуса, нейната устойчивост се увеличава само с 0, 5%.

Ако проводимостта на материалите се влоши при нагряване, тя се подобрява с намаляването на температурата. Свързано явление е свръхпроводимостта. Ако понижите температурата на проводника под -253 градуса по Целзий, електрическото му съпротивление ще намалее рязко: почти до нула. В тази връзка разходите за пренос на електрическа енергия намаляват. Единственият проблем беше охлаждането на проводниците до такива температури. Във връзка с последните открития на високотемпературни свръхпроводници на базата на медни оксиди, материалите трябва да бъдат охладени до приемливи стойности .

Категория:

На технологиите