Что характеризует удельное сопротивление проводника: что характеризует удельное сопротивление: проводник или вещество, из которого он — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление ρ характеризует сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м². Оно зависит от материала, из которого изготовлен проводник. Размерность удельного сопротивления в СИ [ρ] = Ом∙м.

Для удобства часто используют внесистемную единицу для удельного электрического сопротивления:

[ρ] = Ом∙мм²/м.

В этих единицах ρ характеризует сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм².

Удельное электрическое сопротивление зависит от электрических свойств данного вещества и его температуры. Для металлических проводников электрическое сопротивление несколько увеличивается при нагревании. Это объясняется тем, что при увеличении температуры увеличивается размах колебаний ионов кристаллической решетки, препятствующих продвижению электронов, и влияние ионов на движение электронов становится больше.

Вещество	Удельное электрическое сопротивление, Ом∙мм²/м
Серебро	0,016
Медь	0,017
Золото	0,024
Алюминий	0,028
Вольфрам	0,055
Железо	0,10
Свинец	0,21
Никелин (сплав)	0,40
Манганин (сплав)	0,43
Константан (сплав)	0,50
Ртуть	0,98
Нихром (сплав)	1,1
Фехраль (сплав)	1,3
Графит	13
Фарфор	10¹⁹
Эбонит	10²⁰

Таблица 1. Удельное электрическое сопротивление материалов (при t = 20 °C)

Из всех металлов наименьшим удельным электрическим сопротивлением обладают серебро и медь, то есть они являются лучшими проводниками электричества. Именно поэтому соединительные провода чаще всего делают из меди. Но во многих приборах (например, электронагревательных) нужны проводники, имеющие большие сопротивления. Тогда используют специально созданные сплавы с большим удельным сопротивлением (например, константан или нихром). Из таблицы видно, что фарфор и эбонит имеют очень большое удельное сопротивление и практически не проводят электрический ток, поэтому их используют в качестве изоляторов.

Удельное электрическое сопротивление, или просто удельное сопротивление вещества характеризует его способность препятствовать прохождению электрического тока

Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м; также измеряется в Ом·См. и Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в СИ: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 м²

В технике часто применяется в миллион раз меньшая производная единица: Ом·мм²/м, равная 10⁻⁶ от 1 Ом·м: 1 Ом·м = 1·10⁶ Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в технике: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 кв.мм

Величина удельного сопротивления обозначается греческой буквой

Сопротивление проводника с удельным сопротивлением , длиной и площадью сечения может быть рассчитано по формуле

Удельное сопротивление можно определить также для неоднородного материала, свойства которого меняются от точки к точке. В этом случае оно является не константой, а скалярной функцией — коэффициентом, связывающим напряжённость электрического поля и плотность тока в данной точке

Эта формула справедлива для неоднородного, но изотропного вещества. Вещество может быть и анизотропно (большинство кристаллов, намагниченная плазма и т. д.), то есть его свойства зависят от направления (вообще говоря, в нём векторы тока и напряжённости электрического поля в данной точке не сонаправлены). В этом случае удельное сопротивление является зависящим от координат тензором второго ранга

Удельное электрическое сопротивление металлов и сплавов, применяемых в электротехнике

Металл	ρ, Ом·мм²/м
Серебро	0, 016
Медь	0, 0175
Золото	0, 023
Алюминий	0, 0271
Иридий	0, 0474
Молибден	0, 054
Вольфрам	0, 055
Цинк	0, 059
Никель	0, 087
Железо	0, 098
Платина	0, 107
Олово	0, 12
Свинец	0, 205
Титан	0, 5562 — 0, 7837
Висмут	1, 2

Сплав	ρ, Ом·мм²/м
Сталь	0, 1400
Никелин	0, 42
Константан	0, 5
Манганин	0, 43…0, 51
Нихром	1, 05…1, 4
Фехраль	1, 15…1, 35
Хромаль	1, 3…1, 5
Латунь	0, 07…0, 08

Значения даны при температуре t = 20° C. Сопротивления сплавов зависят от их точного состава и могут варьироваться

Удельное сопротивление в тонких плёнках (когда толщина образца много меньше расстояния между контактами) характеризуется «удельным сопротивлением на квадрат», . В этом случае удельное сопротивление не зависит от линейных размеров образца если он имеет форму прямоугольника, а только от отношения (длины к ширине) L/W: , где R — измеренное сопротивление. В случае если форма образца отличается от прямоугольной используют метод ван дер Пау

Удельное электрическое сопротивление проводника. Что такое удельное сопротивление проводника

При замыкании электрической цепи, на зажимах которой имеется разность потенциалов, возникает электрический ток. Свободные электроны под влиянием электрических сил поля перемещаются вдоль проводника. В своем движении электроны наталкиваются на атомы проводника и отдают им запас своей кинетической энергии. Скорость движения электронов непрерывно изменяется: при столкновении электронов с атомами, молекулами и другими электронами она уменьшается, потом под действием электрического поля увеличивается и снова уменьшается при новом столкновении. В результате этого в проводнике устанавливается равномерное движение потока электронов со скоростью нескольких долей сантиметра в секунду. Следовательно, электроны, проходя по проводнику, всегда встречают с его стороны сопротивление своему движению. При прохождении электрического тока через проводник последний нагревается.

Электрическое сопротивление

Электрическим сопротивлением проводника, которое обозначается латинской буквой r , называется свойство тела или среды превращать электрическую энергию в тепловую при прохождении по нему электрического тока.

На схемах электрическое сопротивление обозначается так, как показано на рисунке 1, а .

Переменное электрическое сопротивление, служащее для изменения тока в цепи, называется реостатом . На схемах реостаты обозначаются как показано на рисунке 1, б . В общем виде реостат изготовляется из проволоки того или иного сопротивления, намотанной на изолирующем основании. Ползунок или рычаг реостата ставится в определенное положение, в результате чего в цепь вводится нужное сопротивление.

Длинный проводник малого поперечного сечения создает току большое сопротивление. Короткие проводники большого поперечного сечения оказывают току малое сопротивление.

Если взять два проводника из разного материала, но одинаковой длины и сечения, то проводники будут проводить ток по-разному. Это показывает, что сопротивление проводника зависит от материала самого проводника.

Температура проводника также оказывает влияние на его сопротивление. С повышением температуры сопротивление металлов увеличивается, а сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Только некоторые специальные металлические сплавы (манганин, констаитан, никелин и другие) с увеличением температуры своего сопротивления почти не меняют.

Итак, мы видим, что электрическое сопротивление проводника зависит от: 1) длины проводника, 2) поперечного сечения проводника, 3) материала проводника, 4) температуры проводника.

За единицу сопротивления принят один Ом. Ом часто обозначается греческой прописной буквой Ω (омега). Поэтому вместо того чтобы писать «Сопротивление проводника равно 15 Ом», можно написать просто: r = 15 Ω.
1 000 Ом называется 1 килоом (1кОм, или 1кΩ),
1 000 000 Ом называется 1 мегаом (1мгОм, или 1МΩ).

При сравнении сопротивления проводников из различных материалов необходимо брать для каждого образца определенную длину и сечение. Тогда мы сможем судить о том, какой материал лучше или хуже проводит электрический ток.

Видео 1. Сопротивление проводников

Удельное электрическое сопротивление

Сопротивление в омах проводника длиной 1 м, сечением 1 мм² называется удельным сопротивлением и обозначается греческой буквой ρ (ро).

В таблице 1 даны удельные сопротивления некоторых проводников.

Таблица 1

Удельные сопротивления различных проводников

Из таблицы видно, что железная проволока длиной 1 м и сечением 1 мм² обладает сопротивлением 0,13 Ом. Чтобы получить 1 Ом сопротивления нужно взять 7,7 м такой проволоки. Наименьшим удельным сопротивлением обладает серебро. 1 Ом сопротивления можно получить, если взять 62,5 м серебряной проволоки сечением 1 мм². Серебро – лучший проводник, но стоимость серебра исключает возможность его массового применения. После серебра в таблице идет медь: 1 м медной проволоки сечением 1 мм² обладает сопротивлением 0,0175 Ом. Чтобы получить сопротивление в 1 Ом, нужно взять 57 м такой проволоки.

Химически чистая, полученная путем рафинирования, медь нашла себе повсеместное применение в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, обмоток электрических машин и аппаратов. Широко применяют также в качестве проводников алюминий и железо.

Сопротивление проводника можно определить по формуле:

где r – сопротивление проводника в омах; ρ – удельное сопротивление проводника; l – длина проводника в м; S – сечение проводника в мм².

Пример 1. Определить сопротивление 200 м железной проволоки сечением 5 мм².

Пример 2. Вычислить сопротивление 2 км алюминиевой проволоки сечением 2,5 мм².

Из формулы сопротивления легко можно определить длину, удельное сопротивление и сечение проводника.

Пример 3. Для радиоприемника необходимо намотать сопротивление в 30 Ом из никелиновой проволоки сечением 0,21 мм². Определить необходимую длину проволоки.

Пример 4. Определить сечение 20 м нихромовой проволоки, если сопротивление ее равно 25 Ом.

Пример 5. Проволока сечением 0,5 мм² и длиной 40 м имеет сопротивление 16 Ом. Определить материал проволоки.

Материал проводника характеризует его удельное сопротивление.

По таблице удельных сопротивлений находим, что таким сопротивлением обладает свинец.

Выше было указано, что сопротивление проводников зависит от температуры. Проделаем следующий опыт. Намотаем в виде спирали несколько метров тонкой металлической проволоки и включим эту спираль в цепь аккумулятора. Для измерения тока в цепь включаем амперметр. При нагревании спирали в пламени горелки можно заметить, что показания амперметра будут уменьшаться. Это показывает, что с нагревом сопротивление металлической проволоки увеличивается.

У некоторых металлов при нагревании на 100° сопротивление увеличивается на 40 – 50 %. Имеются сплавы, которые незначительно меняют свое сопротивление с нагревом. Некоторые специальные сплавы практически не меняют сопротивления при изменении температуры. Сопротивление металлических проводников при повышении температуры увеличивается, сопротивление электролитов (жидких проводников), угля и некоторых твердых веществ, наоборот, уменьшается.

Способность металлов менять свое сопротивление с изменением температуры используется для устройства термометров сопротивления. Такой термометр представляет собой платиновую проволоку, намотанную на слюдяной каркас. Помещая термометр, например, в печь и измеряя сопротивление платиновой проволоки до и после нагрева, можно определить температуру в печи.

Изменение сопротивления проводника при его нагревании, приходящееся на 1 Ом первоначального сопротивления и на 1° температуры, называется температурным коэффициентом сопротивления и обозначается буквой α.

Если при температуре t 0 сопротивление проводника равно r 0 , а при температуре t равно r t , то температурный коэффициент сопротивления

Примечание. Расчет по этой формуле можно производить лишь в определенном интервале температур (примерно до 200°C).

Приводим значения температурного коэффициента сопротивления α для некоторых металлов (таблица 2).

Таблица 2

Значения температурного коэффициента для некоторых металлов

Из формулы температурного коэффициента сопротивления определим r t :

r t = r 0 .

Пример 6. Определить сопротивление железной проволоки, нагретой до 200°C, если сопротивление ее при 0°C было 100 Ом.

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

Пример 7. Термометр сопротивления, изготовленный из платиновой проволоки, в помещении с температурой 15°C имел сопротивление 20 Ом. Термометр поместили в печь и через некоторое время было измерено его сопротивление. Оно оказалось равным 29,6 Ом. Определить температуру в печи.

Электрическая проводимость

До сих пор мы рассматривали сопротивление проводника как препятствие, которое оказывает проводник электрическому току. Но все же ток по проводнику проходит. Следовательно, кроме сопротивления (препятствия), проводник обладает также способностью проводить электрический ток, то есть проводимостью.

Чем большим сопротивлением обладает проводник, тем меньшую он имеет проводимость, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем большей проводимостью он обладает, тем легче току пройти по проводнику. Поэтому сопротивление и проводимость проводника есть величины обратные.

Из математики известно, что число, обратное 5, есть 1/5 и, наоборот, число, обратное 1/7, есть 7. Следовательно, если сопротивление проводника обозначается буквой r , то проводимость определяется как 1/r . Обычно проводимость обозначается буквой g.

Электрическая проводимость измеряется в (1/Ом) или в сименсах.

Пример 8. Сопротивление проводника равно 20 Ом. Определить его проводимость.

Если r = 20 Ом, то

Пример 9. Проводимость проводника равна 0,1 (1/Ом). Определить его сопротивление,

Если g = 0,1 (1/Ом), то r = 1 / 0,1 = 10 (Ом)

Удельное сопротивление железа, алюминия и других проводников

Передача электроэнергии на дальние расстояния требует заботиться о минимизации потерь, происходящих от преодоления током сопротивления проводников, составляющих электрическую линию. Разумеется, это не значит, что подобные потери, происходящие уже конкретно в цепях и устройствах потребления, не играют роли.

Поэтому важно знать параметры всех используемых элементов и материалов. И не только электрические, но и механические. И иметь в распоряжении какие-то удобные справочные материалы, позволяющие сравнивать характеристики разных материалов и выбирать для проектирования и работы именно то, что будет оптимальным в конкретной ситуации.В линиях передачи энергии, где задачей ставится наиболее продуктивно, то есть с высоким КПД, довести энергию до потребителя, учитывается как экономика потерь, так и механика самих линий. От механики — то есть устройства и расположения проводников, изоляторов, опор, повышающих/понижающих трансформаторов, веса и прочности всех конструкций, включая провода, растянутые на больших расстояниях, а также от выбранных для выполнения каждого элемента конструкции материалов, зависит и конечная экономическая эффективность линии, ее работы и затрат на эксплуатацию. Кроме того, в линиях, передающих электроэнергию, более высоки требования на обеспечение безопасности как самих линий, так и всего окружающего, где они проходят. А это добавляет затрат как на обеспечение проводки электроэнергии, так и на дополнительный запас прочности всех конструкций.

Для сравнения данные обычно приводятся к единому, сопоставимому виду. Зачастую к таким характеристикам добавляется эпитет «удельный», а сами значения рассматриваются на неких унифицированных по физическим параметрам эталонах. Например, удельное электрическое сопротивление — это сопротивление (ом) проводника, выполненного из какого-то металла (меди, алюминия, стали, вольфрама, золота), имеющего единичную длину и единичное сечение в используемой системе единиц измерения (обычно в СИ). Кроме того, оговаривается температура, так как при нагревании сопротивление проводников может вести себя по-разному. За основу берутся нормальные средние условия эксплуатации — при 20 градусах Цельсия. А там, где важны свойства при изменении параметров среды (температуры, давления), вводятся коэффициенты и составляются дополнительные таблицы и графики зависимостей.

Виды удельного сопротивления

Так как сопротивление бывает:

активное — или омическое, резистивное, — происходящее от затрат электроэнергии на нагревание проводника (металла) при прохождении в нем электрического тока, и
реактивное — емкостное или индуктивное, — которое происходит от неизбежных потерь на создание всякими изменениями тока, проходящего через проводник электрических полей, то и удельное сопротивление проводника бывает двух разновидностей:

Удельное электрическое сопротивление постоянному току (имеющее резистивный характер) и
Удельное электрическое сопротивление переменному току (имеющее реактивный характер).

Здесь удельное сопротивление 2 типа является величиной комплексной, оно состоит из двух компонент ТП — активной и реактивной, так как резистивное сопротивление существует всегда при прохождении тока, независимо от его характера, а реактивное бывает только при любом изменении тока в цепях. В цепях постоянного тока реактивное сопротивление возникает только при переходных процессах, которые связаны с включением тока (изменение тока от 0 до номинала) или выключением (перепад от номинала до 0). И их учитывают обычно только при проектировании защиты от перегрузок.

В цепях же переменного тока явления, связанные с реактивными сопротивлениями, гораздо более многообразны. Они зависят не только от собственно прохождения тока через некоторое сечение, но и от формы проводника, причем зависимость не является линейной.

Дело в том, что переменный ток наводит электрическое поле как вокруг проводника, по которому протекает, так и в самом проводнике. И от этого поля возникают вихревые токи, которые дают эффект «выталкивания» собственно основного движения зарядов, из глубины всего сечения проводника на его поверхность, так называемый «скин-эффект» (от skin — кожа). Получается, вихревые токи как бы «воруют» у проводника его сечение. Ток течет в некотором слое, близком к поверхности, остальная толщина проводника остается неиспользуемой, она не уменьшает его сопротивление, и увеличивать толщину проводников просто нет смысла. Особенно на больших частотах. Поэтому для переменного тока измеряют сопротивления в таких сечениях проводников, где все его сечение можно считать приповерхностным. Такой провод называется тонким, его толщина равна удвоенной глубине этого поверхностного слоя, куда вихревые токи и вытесняют текущий в проводнике полезный основной ток.

Разумеется, уменьшением толщины круглых в сечении проводов не исчерпывается эффективное проведение переменного тока. Проводник можно утончить, но при этом сделать его плоским в виде ленты, тогда сечение будет выше, чем у круглого провода, соответственно, и сопротивление ниже. Кроме того, простое увеличение площади поверхности даст эффект увеличения эффективного сечения. Того же можно добиться, используя многожильный провод вместо одножильного, к тому же, многожилка по гибкости превосходит одножилку, что часто тоже бывает ценно. С другой стороны, принимая во внимание скин-эффект в проводах, можно сделать провода композитными, выполнив сердцевину из металла, обладающего хорошими прочностными характеристиками, например, стали, но невысокими электрическими. При этом поверх стали делается алюминиевая оплетка, имеющая меньшее удельное сопротивление.

Кроме скин-эффекта на протекание переменного тока в проводниках влияет возбуждение вихревых токов в окружающих проводниках. Такие токи называются токами наводки, и они наводятся как в металлах, не играющих роль проводки (несущие элементы конструкций), так и в проводах всего проводящего комплекса — играющих роль проводов других фаз, нулевых, заземляющих.

Все перечисленные явления встречаются во всех конструкциях, связанных с электричеством, это еще более усиливает важность иметь в своем распоряжении сводные справочные сведения по самым разным материалам.

Удельное сопротивление для проводников измеряется очень чувствительными и точными приборами, так как для проводки и выбираются металлы, имеющие самое низкое сопротивление -порядка ом *10-6 на метр длины и кв. мм. сечения. Для измерения же удельного сопротивления изоляции нужны приборы, наоборот, имеющие диапазоны очень больших значений сопротивления — обычно это мегомы. Понятно, что проводники обязаны хорошо проводить, а изоляторы хорошо изолировать.

Таблица

Железо как проводник в электротехнике

Железо — самый распространенный в природе и технике металл (после водорода, который металлом тоже является). Он и самый дешевый, и имеет прекрасные прочностные характеристики, поэтому применяется повсюду как основа прочности различных конструкций.

В электротехнике в качестве проводника железо используется в виде стальных гибких проводов там, где нужна физическая прочность и гибкость, а нужное сопротивление может быть достигнуто за счет соответствующего сечения.

Имея таблицу удельных сопротивлений различных металлов и сплавов, можно посчитать сечения проводов, выполненных из разных проводников.

В качестве примера попробуем найти электрически эквивалентное сечение проводников из разных материалов: проволоки медной, вольфрамовой, никелиновой и железной. За исходную возьмем проволоку алюминиевую сечением 2,5 мм.

Нам нужно, чтобы на длине в 1 м сопротивление провода из всех этих металлов равнялось сопротивлению исходной. Сопротивление алюминия на 1 м длины и 2,5 мм сечения будет равно

, где R – сопротивление, ρ – удельное сопротивление металла из таблицы, S – площадь сечения, L – длина.

Подставив исходные значения, получим сопротивление метрового куска провода алюминия в омах.

После этого разрешим формулу относительно S

, будем подставлять значения из таблицы и получать площади сечений для разных металлов.

Так как удельное сопротивление в таблице измерено на проводе длиной в 1 м, в микроомах на 1 мм2 сечения, то у нас и получилось оно в микроомах. Чтобы получить его в омах, нужно умножить значение на 10-6. Но число ом с 6 нулями после запятой нам получать совсем не обязательно, так как конечный результат все равно находим в мм2.

Как видим, сопротивление железа достаточно большое, проволока получается толстая.

Но существуют материалы, у которых оно еще больше, например, никелин или константан.

Таблица удельного электрического сопротивления металлов и сплавов в электротехнике

Главная > у >

Удельное сопротивление металлов.

Удельное сопротивление сплавов.

Значения даны при температуре t = 20° C. Сопротивления сплавов зависят от их точного состава. comments powered by HyperComments

tab.wikimassa.org

Удельное электрическое сопротивление | Мир сварки

Удельное электрическое сопротивление материалов

Удельное электрическое сопротивление (удельное сопротивление) — способность вещества препятствовать прохождению электрического тока.

Единица измерения (СИ) — Ом·м; также измеряется в Ом·см и Ом·мм2/м.

Материал Температура, °С Удельное электрическоесопротивление, Ом·м

Металлы
Алюминий	20	0,028·10-6
Бериллий	20	0,036·10-6
Бронза фосфористая	20	0,08·10-6
Ванадий	20	0,196·10-6
Вольфрам	20	0,055·10-6
Гафний	20	0,322·10-6
Дюралюминий	20	0,034·10-6
Железо	20	0,097·10-6
Золото	20	0,024·10-6
Иридий	20	0,063·10-6
Кадмий	20	0,076·10-6
Калий	20	0,066·10-6
Кальций	20	0,046·10-6
Кобальт	20	0,097·10-6
Кремний	27	0,58·10-4
Латунь	20	0,075·10-6
Магний	20	0,045·10-6
Марганец	20	0,050·10-6
Медь	20	0,017·10-6
Магний	20	0,054·10-6
Молибден	20	0,057·10-6
Натрий	20	0,047·10-6
Никель	20	0,073·10-6
Ниобий	20	0,152·10-6
Олово	20	0,113·10-6
Палладий	20	0,107·10-6
Платина	20	0,110·10-6
Родий	20	0,047·10-6
Ртуть	20	0,958·10-6
Свинец	20	0,221·10-6
Серебро	20	0,016·10-6
Сталь	20	0,12·10-6
Тантал	20	0,146·10-6
Титан	20	0,54·10-6
Хром	20	0,131·10-6
Цинк	20	0,061·10-6
Цирконий	20	0,45·10-6
Чугун	20	0,65·10-6
Пластмассы
Гетинакс	20	109–1012
Капрон	20	1010–1011
Лавсан	20	1014–1016
Органическое стекло	20	1011–1013
Пенопласт	20	1011
Поливинилхлорид	20	1010–1012
Полистирол	20	1013–1015
Полиэтилен	20	1015
Стеклотекстолит	20	1011–1012
Текстолит	20	107–1010
Целлулоид	20	109
Эбонит	20	1012–1014
Резины
Резина	20	1011–1012
Жидкости
Масло трансформаторное	20	1010–1013
Газы
Воздух	0	1015–1018
Дерево
Древесина сухая	20	109–1010
Минералы
Кварц	230	109
Слюда	20	1011–1015
Различные материалы
Стекло	20	109–1013

ЛИТЕРАТУРА

Альфа и омега. Краткий справочник / Таллин: Принтэст, 1991 – 448 с.
Справочник по элементарной физике / Н.Н. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М., Наука. 1976. 256 с.
Справочник по сварке цветных металлов / С.М. Гуревич. Киев.: Наукова думка. 1990. 512 с.

weldworld.ru

Удельное сопротивление металлов, электролитов и веществ (Таблица)

Удельное сопротивление металлов и изоляторов

В справочной таблице даны значения удельного сопротивления р некоторых металлов и изоляторов при температуре 18-20° С, выраженные в ом·см. Величина р для металлов в сильной степени зависит от примесей, в таблице даны значения р для химически чистых металлов, для изоляторов даны приближенно. Металлы и изоляторы расположены в таблице в порядке возрастающих значений р.

Таблица удельное сопротивление металлов

Чистые металлы	104 ρ (ом·см)	Чистые металлы	104 ρ (ом·см)



Алюминий
Дюралюминий
		Платинит 2)

		Аргентан
Марганец
		Манганин
Вольфрам		Константан
Молибден		Сплав Вуда 3)

		Сплав Розе 4)






Палладий		Фехраль 6)

Таблица удельное сопротивление изоляторов

Изоляторы		Изоляторы


Дерево сухое

Целлулоид
		Канифоль
Гетинакс		Кварц _\|_ оси

Стекло натр		Полистирол
Стекло пирекс
Кварц \|\| оси
Кварц плавленый

Удельное сопротивление чистых металлов при низких температурах

В таблице даны значения удельного сопротивления (в ом·см) некоторых чистых металлов при низких температурах (0°С).

Отношение сопротивлении Rt/Rq чистых металлов при температуре Т °К и 273° К.

В справочной таблице дано отношение Rt/Rq сопротивлений чистых металлов при температуре Т °К и 273° К.

Чистые металлы
Алюминий
Алюминий


Вольфрам
Вольфрам






Молибден
Молибден

Удельное сопротивление электролитов

В таблице даны значения удельного сопротивления электролитов в ом·см при температуре 18° С. Концентрация растворов с дана в процентах, которые определяют число граммов безводной соли или кислоты в 100 г раствора.

Источник информации: КРАТКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК/ Том 1, — М.: 1960.

infotables.ru

Удельное электрическое сопротивление — сталь

Cтраница 1

Удельное электрическое сопротивление стали возрастает с ростом температуры, причем наибольшие изменения наблюдаются при нагреве до температуры точки Кюри. После точки Кюри величина удельного электросопротивления изменяется незначительно и при температурах выше 1000 С практически остается постоянной.

Ввиду большого удельного электрического сопротивления стали эти iuKii создают НсОольшое замедление в спадании потока. В контакторах на 100 а время отпадания составляет 0 07 сек, а в контакторах 600 а-0 23 сек. В связи с особыми требованиями, предъявляемыми к контакторам серии КМВ, которые предназначены для включения и отключения электромагнитов приводов масляных выключателей, электромагнитный механизм у этих контакторов допускает регулировку напряжения срабатывания и напряжения отпускания за счет регулировки силы возвратной пружины и специальной отрывной пружины. Контакторы типа КМВ должны работать при глубокой посадке напряжения. Поэтому минимальное напряжение срабатывания у этих контакторов может спускаться до 65 % UH. Такое низкое напряжение срабатывания приводит к тому, что при номинальном напряжении через обмотку протекает ток, приводящий к повышенному нагреву катушки.

Присадка кремния увеличивает удельное электрическое сопротивление стали почти пропорционально содержанию кремния и этим способствует уменьшению потерь на вихревые токи, возникающие в стали при ее работе в переменном магнитном поле.

Присадка кремния увеличивает удельное электрическое сопротивление стали, что способствует уменьшению потерь на вихревые токи, но одновременно кремний ухудшает механические свойства стали, делает ее хрупкой.

Ом — мм2 / м — удельное электрическое сопротивление стали.

Для уменьшения вихревых токов применяются сердечники, выполненные из сортов стали с повышенным удельным электрическим сопротивлением стали, содержащие 0 5 — 4 8 % кремния.

Для этого на массивный ротор из оптимального сплава СМ-19 был надет тонкий экран из магнитно-мягкой стали. Удельное электрическое сопротивление стали мало отличается от удельного сопротивления сплава, а цг стали примерно на порядок выше. Толщина экрана выбрана по глубине проникновения зубцовых гармоник первого порядка и равна йэ 0 8 мм. Для сравнения приведены добавочные потери, Вт, при базовом короткозамкнутом роторе и двухслойном роторе с массивным цилиндром из сплава СМ-19 и с медными торцевыми кольцами.

Основным магнитопроводящим материалом является листовая легированная электротехническая сталь, содержащая от 2 до 5 % кремния. Присадка кремния увеличивает удельное электрическое сопротивление стали, в результате чего уменьшаются потери на вихревые токи, сталь становится устойчивой к окислению и старению, но делается более хрупкой. В последние годы широко используется холоднокатаная текстурованная сталь с более высокими магнитными свойствами в направлении проката. Для уменьшения потерь от вихревых токов сердечник магнитопровода выполняется в виде пакета, собранного из листов штампованной стали.

Электротехническая сталь является низкоуглеродистой сталью. Для улучшения магнитных характеристик в нее вводят кремний, который вызывает повышение удельного электрического сопротивления стали. Это приводит к уменьшению потерь на вихревые токи.

После механической обработки магнитопровод отжигают. Так как в создании замедления участвуют вихревые токи в стали, следует ориентироваться на величину удельного электрического сопротивления стали порядка Рс (Ю-15) 10 — 6 ом см. В притянутом положении якоря магнитная система достаточно сильно насыщена, поэтому начальная индукция в различных магнитных системах колеблется в очень незначительных пределах и составляет для стали марки Э Вн1 6 — 1 7 гл. Указанное значение индукции поддерживает напряженность поля в стали порядка Ян.

Для изготовления магнитных систем (магнитопроводов) трансформаторов применяются специальные тонколистовые электротехнические стали, имеющие повышенное (до 5 %) содержание кремния. Кремний способствует обезуглероживанию стали, что приводит к увеличению магнитной проницаемости, снижает потери на гистерезис и увеличивает ее удельное электрическое сопротивление. Увеличение удельного электрического сопротивления стали позволяет уменьшить потери в ней от вихревых токов. Кроме того, кремний ослабляет старение стали (увеличение потерь в стали с течением времени), уменьшает ее магнитострикцию (изменение формы и размеров тела при намагничивании) и, следовательно, шум трансформаторов. В то же время наличие кремния в стали приводит к повышению ее хрупкости и затрудняет ее механическую обработку.

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Удельное сопротивление | Викитроника вики

Удельное сопротивление — характеристика материала, определяющая его способность проводить электрический ток. Определяется как отношение электрического поля к плотности тока. В общем случае является тензором, однако для большинства материалов, не проявляющих анизотропных свойств, принимается скалярной величиной.

Обозначение — ρ

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

$ \vec E $ — напряжённость электрического поля, $ \vec j $ — плотность тока.

Единица измерения СИ — ом-метр (ом·м, Ω·m).

Сопротивление цилиндра или призмы (между торцами) из материала длиной l, и сечением S по удельному сопротивлению определяется следующим образом:

$ R = \frac{\rho l}{S}. $

В технике применяется определение удельного сопротивления, как сопротивление проводника единичного сечения и единичной длины.

Удельное сопротивление некоторых материалов, используемых в электротехнике Править

Материал ρ при 300 К, Ом·м ТКС, К⁻¹

серебро	1,59·10⁻⁸	4,10·10⁻³
медь	1,67·10⁻⁸	4,33·10⁻³
золото	2,35·10⁻⁸	3,98·10⁻³
алюминий	2,65·10⁻⁸	4,29·10⁻³
вольфрам	5,65·10⁻⁸	4,83·10⁻³
латунь	6,5·10⁻⁸	1,5·10⁻³
никель	6,84·10⁻⁸	6,75·10⁻³
железо (α)	9,7·10⁻⁸	6,57·10⁻³
олово серое	1,01·10⁻⁷	4,63·10⁻³
платина	1,06·10⁻⁷	6,75·10⁻³
олово белое	1,1·10⁻⁷	4,63·10⁻³
сталь	1,6·10⁻⁷	3,3·10⁻³
свинец	2,06·10⁻⁷	4,22·10⁻³
дюралюминий	4,0·10⁻⁷	2,8·10⁻³
манганин	4,3·10⁻⁷	±2·10⁻⁵
константан	5,0·10⁻⁷	±3·10⁻⁵
ртуть	9,84·10⁻⁷	9,9·10⁻⁴
нихром 80/20	1,05·10⁻⁶	1,8·10⁻⁴
канталь А1	1,45·10⁻⁶	3·10⁻⁵
углерод (алмаз, графит)	1,3·10⁻⁵
германий	4,6·10⁻¹
кремний	6,4·10²
этанол	3·10³
вода, дистиллированная	5·10³
эбонит	10⁸
бумага твёрдая	10¹⁰
трансформаторное масло	10¹¹
стекло обычное	5·10¹¹
поливинил	10¹²
фарфор	10¹²
древесина	10¹²
ПТФЭ (тефлон)	>10¹³
резина	5·10¹³
стекло кварцевое	10¹⁴
бумага вощёная	10¹⁴
полистирол	>10¹⁴
слюда	5·10¹⁴
парафин	10¹⁵
полиэтилен	3·10¹⁵
акриловая смола	10¹⁹

ru.electronics.wikia.com

Удельное электрическое сопротивление | формула, объемное, таблица

Удельное электрическое сопротивление является физической величиной, которая показывает, в какой степени материал может сопротивляться прохождению через него электрического тока. Некоторые люди могут перепутать данную характеристику с обыкновенным электрическим сопротивлением. Несмотря на схожесть понятий, разница между ними заключается в том, что удельное касается веществ, а второй термин относится исключительно к проводникам и зависит от материала их изготовления.

Обратной величиной данного материала является удельная электрическая проводимость. Чем выше этот параметр, тем лучше проходит ток по веществу. Соответственно, чем выше сопротивление, тем больше потерь предвидится на выходе.

Формула расчета и величина измерения

Рассматривая, в чем измеряется удельное электрическое сопротивление, также можно проследить связь с не удельным, так как для обозначения параметра используются единицы Ом·м. Сама величина обозначается как ρ. С таким значением можно определять сопротивление вещества в конкретном случае, исходя из его размеров. Эта единица измерения соответствует системе СИ, но могут встречаться и другие варианты. В технике периодически можно увидеть устаревшее обозначение Ом·мм2/м. Для перевода из этой системы в международного не потребуется использовать сложные формулы, так как 1 Ом·мм2/м равняется 10-6 Ом·м.

Формула удельного электрического сопротивления выглядит следующим образом:

R= (ρ·l)/S, где:

R – сопротивление проводника;
Ρ – удельное сопротивление материал;
l – длина проводника;
S – сечение проводника.

Зависимость от температуры

Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры. Но все группы веществ проявляют себя по-разному при ее изменении. Это необходимо учитывать при расчете проводов, которые будут работать в определенных условиях. К примеру, на улице, где значения температуры зависят от времени года, необходимые материалы с меньшей подверженностью изменениям в диапазоне от -30 до +30 градусов Цельсия. Если же планируется применение в технике, которая будет работать в одних и тех же условиях, то здесь также нужно оптимизировать проводку под конкретные параметры. Материал всегда подбирается с учетом эксплуатации.

В номинальной таблице удельное электрическое сопротивление берется при температуре 0 градусов Цельсия. Повышение показателей данного параметра при нагреве материала обусловлено тем, что интенсивность передвижения атомов в веществе начинает возрастать. Носители электрических зарядов хаотично рассеиваются во всех направлениях, что приводит к созданию препятствий при передвижении частиц. Величина электрического потока снижается.

При уменьшении температуры условия прохождения тока становятся лучше. При достижении определенной температуры, которая для каждого металла будет отличаться, появляется сверхпроводимость, при которой рассматриваемая характеристика почти достигает нуля.

Отличия в параметрах порой достигают очень больших значений. Те материалы, которые обладают высокими показателями, могут использовать в качестве изоляторов. Они помогают защищать проводку от замыкания и ненамеренного контакта с человеком. Некоторые вещества вообще не применимы для электротехники, если у них высокое значение этого параметра. Этому могут мешать другие свойства. Например, удельная электрическая проводимость воды не будет иметь большого значения для данный сферы. Здесь приведены значения некоторых веществ с высокими показателями.

Материалы с высоким удельным сопротивлением	ρ (Ом·м)
Бакелит	1016
Бензол	1015…1016
Бумага	1015
Вода дистиллированная	104
Вода морская	0.3
Дерево сухое	1012
Земля влажная	102
Кварцевое стекло	1016
Керосин	1011
Мрамор	108
Парафин	1015
Парафиновое масло	1014
Плексиглас	1013
Полистирол	1016
Полихлорвинил	1013
Полиэтилен	1012
Силиконовое масло	1013
Слюда	1014
Стекло	1011
Трансформаторное масло	1010
Фарфор	1014
Шифер	1014
Эбонит	1016
Янтарь	1018

Более активно в электротехнике применяются вещества с низкими показателями. Зачастую это металлы, которые служат проводниками. В них также наблюдается много различий. Чтобы узнать удельное электрическое сопротивление меди или других материалов, стоит посмотреть в справочную таблицу.

Материалы с низким удельным сопротивлением	ρ (Ом·м)
Алюминий	2.7·10-8
Вольфрам	5.5·10-8
Графит	8.0·10-6
Железо	1.0·10-7
Золото	2.2·10-8
Иридий	4.74·10-8
Константан	5.0·10-7
Литая сталь	1.3·10-7
Магний	4.4·10-8
Манганин	4.3·10-7
Медь	1.72·10-8
Молибден	5.4·10-8
Нейзильбер	3.3·10-7
Никель	8.7·10-8
Нихром	1.12·10-6
Олово	1.2·10-7
Платина	1.07·10-7
Ртуть	9.6·10-7
Свинец	2.08·10-7
Серебро	1.6·10-8
Серый чугун	1.0·10-6
Угольные щетки	4.0·10-5
Цинк	5.9·10-8
Никелин	0,4·10-6

Удельное объемное электрическое сопротивление

Данный параметр характеризует возможность пропускать ток через объем вещества. Для измерения необходимо приложить потенциал напряжения с разных сторон материала, изделие из которого будет включено в электрическую цепь. На него подается ток с номинальными параметрами. После прохождения измеряются данные на выходе.

Использование в электротехнике

Изменение параметра при разных температурах широко применяется в электротехнике. Наиболее простым примером является лампа накаливания, где используется нихромовая нить. При нагревании она начинает светиться. При прохождении через нее тока она начинает нагреваться. С ростом нагрева возрастает и сопротивление. Соответственно, ограничивается первоначальный ток, который нужен был для получения освещения. Нихромовая спираль, используя тот же принцип, может стать регулятором на различных аппаратах.

Широкое применение коснулось и благородных металлов, которые обладают подходящими характеристиками для электротехники. Для ответственных схем, которым требуется быстродействие, подбираются серебряные контакты. Они обладают высокой стоимостью, но с учетом относительно небольшого количества материалов их применение вполне оправданно. Медь уступает серебру по проводимости, но обладает более доступной ценой, благодаря чему ее чаще используют для создания проводов.

В условиях, где можно использовать предельно низкие температуры, применяются сверхпроводники. Для комнатной температуры и уличной эксплуатации они не всегда уместны, так как при повышении температуры их проводимость начнет падать, поэтому для таких условий лидерами остаются алюминий, медь и серебро.

На практике учитывается много параметров и этот является одним из наиболее важных. Все расчеты проводятся еще на стадии проектирования, для чего и используются справочные материалы.

Каждое вещество способно проводить ток в разной степени, на эту величину влияет сопротивление материала. Обозначается удельное сопротивление меди, алюминия, стали и любого другого элемента буквой греческого алфавита ρ. Эта величина не зависит от таких характеристик проводника, как размеры, форма и физическое состояние, обычное же электросопротивление учитывает эти параметры. Измеряется удельное сопротивление в Омах, умноженных на мм² и разделенных на метр.

Категории и их описание

Любой материал способен проявлять два типа сопротивления в зависимости от подаваемого на него электричества. Ток бывает переменным или постоянным, что значительно влияет на технические показатели вещества. Так, существуют такие сопротивления:

Омическое. Проявляется под воздействием постоянного тока. Характеризует трение, которое создается движением электрически заряженных частиц в проводнике.
Активное. Определяется по такому же принципу, но создается уже под действием переменного тока.

В связи с этим определений удельной величины тоже два. Для постоянного тока она равна сопротивлению, которое оказывает единица длины проводящего материала единичной фиксированной площади сечения. Потенциальное электрополе воздействует на все проводники, а также полупроводники и растворы, способные проводить ионы. Эта величина определяет проводящие свойства самого материала. Форма проводника и его размеры не учитываются, поэтому ее можно назвать базовой в электротехнике и материаловедении.

При условии прохождения переменного тока удельная величина рассчитывается с учетом толщины проводящего материала. Здесь уже происходит воздействие не только потенциального, но и вихревого тока, кроме того, принимается во внимание частота электрических полей. Удельное сопротивление этого типа больше, чем при постоянном токе, поскольку здесь идет учет положительной величины сопротивления вихревому полю. Также эта величина зависит от формы и размеров самого проводника. Именно эти параметры и определяют характер вихревого движения заряженных частиц.

Переменный ток вызывает в проводниках определенные электромагнитные явления. Они очень важны для электротехнических характеристик проводящего материала:

Скин-эффект характеризуется ослаблением электромагнитного поля тем больше, чем дальше оно проникает в среду проводника. Это явление также носит название поверхностного эффекта.
Эффект близости снижает плотность тока благодаря близости соседних проводов и их влиянию.

Эти эффекты являются очень важными при расчете оптимальной толщины проводника, так как при использовании провода, у которого радиус больше глубины проникновения тока в материал, остальная его масса останется незадействованной, а следовательно, такой подход будет неэффективным. В соответствии с проведенными расчетами эффективный диаметр проводящего материала в некоторых ситуациях будет следующим:

для тока в 50 Гц — 2,8 мм;
400 Гц — 1 мм;
40 кГц — 0,1 мм.

Ввиду этого для высокочастотных токов активно применяется использование плоских многожильных кабелей, состоящих из множества тонких проводов.

Характеристики металлов

Удельные показатели металлических проводников содержатся в специальных таблицах. По этим данным можно производить необходимые дальнейшие расчеты. Пример такой таблицы удельных сопротивлений можно увидеть на изображении.

На таблице видно, что наибольшей проводимостью обладает серебро — это идеальный проводник среди всех существующих металлов и сплавов. Если рассчитать, сколько потребуется провода из этого материала для получения сопротивления в 1 Ом, то выйдет 62,5 м. Проволоки из железа для такой же величины понадобится целых 7,7 м.

Какими бы замечательными свойствами ни обладало серебро, оно является слишком дорогим материалом для массового использования в электросетях, поэтому широкое применение в быту и промышленности нашла медь. По величине удельного показателя она стоит на втором месте после серебра, а по распространенности и простоте добычи намного лучше его. Медь обладает и другими преимуществами, позволившими ей стать самым распространенным проводником. К ним относятся:

Для применения в электротехнике используют рафинированную медь, которая после плавки из сульфидной руды проходит процессы обжигания и дутья, а далее обязательно подвергается электролитической очистке. После такой обработки можно получить материал очень высокого качества (марки М1 и М0), который будет содержать от 0,1 до 0,05% примесей. Важным нюансом является присутствие кислорода в крайне малых количествах, так как он негативно влияет на механические характеристики меди.

Часто этот металл заменяют более дешевыми материалами — алюминием и железом, а также различными бронзами (сплавами с кремнием, бериллием, магнием, оловом, кадмием, хромом и фосфором). Такие составы обладают более высокой прочностью по сравнению с чистой медью, хотя и меньшей проводимостью.

Преимущества алюминия

Хоть алюминий обладает большим сопротивлением и более хрупок, его широкое использование объясняется тем, что он не настолько дефицитен, как медь, а следовательно, стоит дешевле. Удельное сопротивление алюминия составляет 0,028, а его низкая плотность обеспечивает ему вес в 3,5 раза меньше, чем медь.

Для электрических работ применяют очищенный алюминий марки А1, содержащий не более 0,5% примесей. Более высокую марку АВ00 используют для изготовления электролитических конденсаторов, электродов и алюминиевой фольги. Содержание примесей в этом алюминии составляет не более 0,03%. Существует и чистый металл АВ0000 , включающий не более 0,004% добавок. Имеют значение и сами примеси: никель, кремний и цинк незначительно влияют на проводимость алюминия, а содержание в этом металле меди, серебра и магния дает ощутимый эффект. Наиболее сильно уменьшают проводимость таллий и марганец.

Алюминий отличается хорошими антикоррозийными свойствами. При контакте с воздухом он покрывается тонкой пленкой окиси, которая и защищает его от дальнейшего разрушения. Для улучшения механических характеристик металл сплавляют с другими элементами.

Показатели стали и железа

Удельное сопротивление железа по сравнению с медью и алюминием имеет очень высокие показатели, однако благодаря доступности, прочности и устойчивости к деформациям материал широко используют в электротехническом производстве.

Хоть железо и сталь, удельное сопротивление которой еще выше, имеют существенные недостатки, изготовители проводникового материала нашли методы их компенсирования. В частности, низкую стойкость к коррозии преодолевают путем покрытия стальной проволоки цинком или медью.

Свойства натрия

Металлический натрий также очень перспективен в проводниковом производстве. По показателям сопротивления он значительно превышает медь, однако имеет плотность в 9 раз меньше, чем у неё. Это позволяет использовать материал в изготовлении сверхлёгких проводов.

Металлический натрий очень мягкий и совершенно неустойчив к любого рода деформационным воздействиям, что делает его использование проблемным — провод из этого металла должен быть покрыт очень прочной оболочкой с крайне малой гибкостью. Оболочка должна быть герметичной, так как натрий проявляет сильную химическую активность в самых нейтральных условиях. Он моментально окисляется на воздухе и демонстрирует бурную реакцию с водой, в том числе и с содержащейся в воздухе.

Еще одним плюсом использования натрия является его доступность. Его можно получить в процессе электролиза расплавленного хлористого натрия, которого в мире существует неограниченное количество. Другие металлы в этом плане явно проигрывают.

Чтобы рассчитать показатели конкретного проводника, необходимо произведение удельного числа и длины проволоки разделить на площадь ее сечения. В результате получится значение сопротивления в Омах. Например, чтобы определить, чему равно сопротивление 200 м проволоки из железа с номинальным сечением 5 мм², нужно 0,13 умножить на 200 и разделить полученный результат на 5. Ответ — 5,2 Ом.

Правила и особенности вычисления

Для измерения сопротивления металлических сред пользуются микроомметрами. Сегодня их выпускают в цифровом варианте, поэтому проведенные с их помощью измерения отличаются точностью. Объяснить ее можно тем, что металлы обладают высоким уровнем проводимости и имеют крайне маленькое сопротивление. Для примера, нижний порог измерительных приборов имеет значение 10 -7 Ом.

С помощью микроомметров можно быстро определить, насколько качественен контакт и какое сопротивление проявляют обмотки генераторов, электродвигателей и трансформаторов, а также электрические шины. Можно вычислить присутствие включений другого металла в слитке. Например, вольфрамовый кусок, покрытый позолотой, показывает вдвое меньшую проводимость, чем полностью золотой. Тем же способом можно определить внутренние дефекты и полости в проводнике.

Формула удельного сопротивления выглядит следующим образом: ρ = Ом · мм 2 /м . Словами ее можно описать как сопротивление 1 метра проводника , имеющего площадь сечения 1 мм². Температура подразумевается стандартная — 20 °C.

Влияние температуры на измерение

Нагревание или охлаждение некоторых проводников оказывает значительное влияние на показатели измерительных приборов. В качестве примера можно привести следующий опыт: необходимо подключить к аккумулятору спирально намотанную проволоку и подключить в цепь амперметр.

Чем сильнее нагревается проводник, тем меньше становятся показания прибора. Сила тока имеет обратно пропорциональную зависимость от сопротивления. Следовательно, можно сделать вывод, что в результате нагрева проводимость металла уменьшается. В большей или меньшей степени так ведут себя все металлы, однако изменения проводимости у некоторых сплавов практически не наблюдается.

Примечательно, что жидкие проводники и некоторые твердые неметаллы имеют тенденцию уменьшать свое сопротивление с повышением температуры. Но и эту способность металлов ученые обратили себе на пользу. Зная температурный коэффициент сопротивления (α) при нагреве некоторых материалов, можно определять внешнюю температуру. Например, проволоку из платины, размещенную на каркасе из слюды, помещают в печь, после чего проводят измерение сопротивления. В зависимости от того, насколько оно изменилось, делают вывод о температуре в печи. Такая конструкция называется термометром сопротивления.

Если при температуре t 0 сопротивление проводника равно r 0, а при температуре t равно rt , то температурный коэффициент сопротивления равен

Расчет по этой формуле можно производить лишь в определенном интервале температур (примерно до 200 °C).

Поэтому важно знать параметры всех используемых элементов и материалов. И не только электрические, но и механические. И иметь в распоряжении какие-то удобные справочные материалы, позволяющие сравнивать характеристики разных материалов и выбирать для проектирования и работы именно то, что будет оптимальным в конкретной ситуации.
В линиях передачи энергии, где задачей ставится наиболее продуктивно, то есть с высоким КПД, довести энергию до потребителя, учитывается как экономика потерь, так и механика самих линий. От механики — то есть устройства и расположения проводников, изоляторов, опор, повышающих/понижающих трансформаторов, веса и прочности всех конструкций, включая провода, растянутые на больших расстояниях, а также от выбранных для выполнения каждого элемента конструкции материалов, зависит и конечная экономическая эффективность линии, ее работы и затрат на эксплуатацию. Кроме того, в линиях, передающих электроэнергию, более высоки требования на обеспечение безопасности как самих линий, так и всего окружающего, где они проходят. А это добавляет затрат как на обеспечение проводки электроэнергии, так и на дополнительный запас прочности всех конструкций.

Виды удельного сопротивления

Так как сопротивление бывает:

активное — или омическое, резистивное, — происходящее от затрат электроэнергии на нагревание проводника (металла) при прохождении в нем электрического тока, и
реактивное — емкостное или индуктивное, — которое происходит от неизбежных потерь на создание всякими изменениями тока, проходящего через проводник электрических полей, то и удельное сопротивление проводника бывает двух разновидностей:

Удельное электрическое сопротивление постоянному току (имеющее резистивный характер) и
Удельное электрическое сопротивление переменному току (имеющее реактивный характер).

Удельное сопротивление для проводников измеряется очень чувствительными и точными приборами, так как для проводки и выбираются металлы, имеющие самое низкое сопротивление -порядка ом *10 -6 на метр длины и кв. мм. сечения. Для измерения же удельного сопротивления изоляции нужны приборы, наоборот, имеющие диапазоны очень больших значений сопротивления — обычно это мегомы. Понятно, что проводники обязаны хорошо проводить, а изоляторы хорошо изолировать.

Таблица

Таблица удельных сопротивлений проводников (металлов и сплавов)
Материал провод-ника	Состав (для сплавов)	Удельное сопротивление ρ мом × мм 2 / м
Материал провод-ника	Состав (для сплавов)



	медь, цинк, олово, никель, свинец, марганец, железо и др.
Алюминий


Вольфрам

Молибден

	медь, олово, алюминий, кремний, бериллий, свинец и др. (кроме цинка)

	железо, углерод


	медь, никель, цинк
Манганин	медь, никель, марганец
Константан	медь, никель, алюминий


	никель, хром, железо, марганец


	железо, хром, алюминий, кремний, марганец

Железо как проводник в электротехнике

Где R – сопротивление, ρ – удельное сопротивление металла из таблицы, S – площадь сечения, L – длина.

Подставив исходные значения, получим сопротивление метрового куска провода алюминия в омах.

После этого разрешим формулу относительно S

Будем подставлять значения из таблицы и получать площади сечений для разных металлов.

Так как удельное сопротивление в таблице измерено на проводе длиной в 1 м, в микроомах на 1 мм 2 сечения, то у нас и получилось оно в микроомах. Чтобы получить его в омах, нужно умножить значение на 10 -6 . Но число ом с 6 нулями после запятой нам получать совсем не обязательно, так как конечный результат все равно находим в мм 2 .

Как видим, сопротивление железа достаточно большое, проволока получается толстая.

Но существуют материалы, у которых оно еще больше, например, никелин или константан.

Электрический ток возникает в результате замыкания цепи с разностью потенциалов на зажимах. Силы поля воздействуют на свободные электроны и они перемещаются по проводнику. В процессе этого путешествия, электроны встречаются с атомами и передают им часть своей накопившейся энергии. В результате этого их скорость уменьшается. Но, из-за воздействия электрического поля, она снова набирает обороты. Таким образом, электроны постоянно испытывают на себе сопротивление, именно поэтому электрический ток нагревается.

Свойство вещества, превращать электроэнергию в тепло во время воздействия тока, и является электрическим сопротивлением и обозначается, как R, его измерительной единицей является Ом. Величина сопротивления зависит, главным образом от способности различных материалов проводить ток.
Впервые, о сопротивляемости заявил немецкий исследователь Г. Ом.

Для того, чтобы узнать зависимость силы тока от сопротивления, известный физик провел множество экспериментов. Для опытов он использовал различные проводники и получал различные показатели.
Первое, что определил Г. Ом — это то, что удельное сопротивление зависит от длинны проводника. То есть, если увеличивалась длинна проводника, сопротивление тоже увеличивалось. В результате, эта связь была определена, как прямо пропорциональная.

Вторая зависимость — это площадь поперечного сечения. Её можно было определить путем поперечного среза проводника. Площадь той фигуры, что образовалась на срезе и есть площадь поперечного сечения. Здесь связь получилась обратно пропорциональная. То есть чем больше была площадь поперечного сечения, тем меньше становилось сопротивление проводника.

И третья, важная величина, от которой зависит сопротивление, это материал. В результате того, что Ом использовал в опытах различные материалы, он обнаружил различные свойства сопротивляемости. Все эти опыты и показатели были сведены в таблицу из которой видно, различное значение удельной сопротивляемости у различных веществ.

Известно, что самые лучшие проводники — металлы. А какие из металлов лучшие проводники? В таблице показано, что наименьшей сопротивляемостью обладают медь и серебро. Медь используется чаще из-за меньшей стоимости, а серебро применяют в наиболее важных и ответственных приборах.

Вещества с высоким удельным сопротивлением в таблице, плохо проводят электрический ток, а значит могут быть прекрасными изоляционными материалами. Вещества обладающие этим свойством в наибольшей степени, это фарфор и эбонит.

Вообще, удельное электрическое сопротивление является очень важным фактором, ведь, определив его показатель, мы можем узнать из какого вещества сделан проводник. Для этого необходимо измерить площадь сечения, узнать силу тока с помощью вольтметра и амперметра, а также измерить напряжение. Таким образом мы узнаем значение удельного сопротивления и, с помощью таблицы легко выйдем на вещество. Получается, что удельное сопротивление — это в роде отпечатков пальцев вещества. Кроме этого, удельное сопротивление важно при планировании длинных электрических цепей: нам необходимо знать этот показатель, чтобы соблюдать баланс между длинной и площадью.

Есть формула, определяющая, что сопротивление равно 1 ОМ, если при напряжении 1В, его сила тока равняется 1А. То есть, сопротивление единичной площади и единичной длинны, сделанного из определенного вещества и есть удельное сопротивление.

Надо отметить также, что показатель удельного сопротивления напрямую зависит от частоты вещества. То есть от того имеет ли он примеси. Та, добавление всего одного процента марганца увеличивает сопротивляемость самого проводящего вещества — меди, в три раза.

Эта таблица демонстрирует величину удельного электрического сопротивления некоторых веществ.

Материалы с высокой проводимостью

Медь
Как мы уже говорили медь чаще всего применяется в качестве проводника. Это объясняется не только её низкой сопротивляемостью. Медь имеет такие преимущества, как высокая прочность, стойкость к коррозии, легкость в использовании и хорошая обрабатываемость. Хорошими марками меди считается М0 и М1. В них количество примесей не превышает 0,1%.

Высокая стоимость металла и его преобладающая в последнее время дефицитность побуждает производителей применять в качестве проводника алюминий. Также, используются сплавы меди с различными металлами.
Алюминий
Этот металл значительно легче меди, но алюминий обладает большими значениями теплоемкости и температуры плавления. В связи с этим для того, что довести его до расплавленного состояния требуется больше энергии, чем меди. Тем не менее нужно учитывать факт дефицитности меди.
В производстве электротехнических изделий применяется, как правило, алюминий марки А1. Он содержит не более 0,5% примесей. А металл наивысшей частоты — это алюминий марки АВ0000.
Железо
Дешевизна и доступность железа омрачается его высокой удельной сопротивляемостью. Кроме того, она быстро подвергается коррозии. По этой причине стальные проводники часто покрывают цинком. Широко используется так называемый биметалл — это сталь покрытая для защиты медью.
Натрий
Натрий, тоже доступный и перспективный материал, но его сопротивляемость почти в три раза больше меди. Кроме того, металлический натрий обладает высокой химической активностью, что обязывает покрывать такой проводник герметичной защитой. Она же должна защищать проводник от механических повреждений, так как натрий очень мягкий и достаточно непрочный материал.

Сверхпроводимость
В таблице ниже, указано удельное сопротивление веществ при температуре 20 градусов. Указание температуры неслучайно, ведь удельное сопротивление напрямую зависит от этого показателя. Это объясняется тем, что при нагревании, повышается и скорость атомов, а значит вероятность встречи их с электронами тоже увеличится.

Интересно, что происходит с сопротивляемостью в условиях охлаждения. Впервые поведение атомов при очень низких температурах заметил Г. Камерлинг-Оннес в 1911 году. Он охладил ртутную проволоку до 4К и обнаружил падение её сопротивляемости до нуля. Изменение показателя удельной сопротивляемости у некоторых сплавов и металлов в условиях низкой температуры, физик назвал сверхпроводимостью.

Сверхпроводники переходят в состояние сверхпроводимости при охлаждении, и, при этом их оптические и структурные характеристики не меняются. Главное открытие состоит в том, что электрические и магнитные свойства металлов в сверхпроводящем состоянии сильно отличаются от их же свойств в обычном состоянии, а также от свойств других металлов, которые при понижении температуры не могут переходить в это состояние.
Применение сверхпроводников осуществляется, главным образом, в получении сверхсильного магнитного поля, сила которого достигает 107 А/м. Также разрабатываются системы сверхпроводящих линий электропередач.

Как найти удельное сопротивление

Удельное сопротивление (ρ) является одной из величин, которая характеризует электрическое сопротивление проводника. Если известен материал проводника, то можно найти эту величину из таблицы. Если проводник сделан из неизвестного материала, удельное сопротивление можно найти иначе.Вам понадобится

Определите материал, из которого сделан проводник. После этого в таблице удельных сопротивлений найдите значение для этого материала. Обратите внимание, что в ней, как правило, подается два значения. Одно в Ом∙м — оно берется в том случае, если в расчетах сечение проводника измеряется в м². Если же сечение проводника будет измеряться в мм², то в этом случае лучше брать значение в Ом∙мм²/м.

В том случае, если материал проводника неизвестен, найдите его удельное сопротивление самостоятельно. Для этого, с помощью тестера, переключенного в режим омметра, найдите электрическое сопротивление проводника в Омах. Затем, рулеткой или линейкой измерьте его длину в метрах, а штангенциркулем диаметр в миллиметрах. Чтобы рассчитать удельное сопротивление проводника число 0,25 умножьте на его электрическое сопротивление, число π≈3,14 и диаметр проводника в квадрате. Полученное число поделите на длину проводника ρ=0,25∙R∙π∙d²/l. Где R – электрическое сопротивление проводника, d – его диаметр, l – длина проводника.

Если по каким-либо причинам найти сопротивление проводника непосредственно не представляется возможным, определите эту величину, используя закон Ома. Подключите проводник к источнику тока. Подсоедините к нему тестер, настроенный на измерение силы тока, последовательно, и измерьте ток, протекающий по проводнику в амперах. Затем, переключите тестер на измерение напряжения и присоедините его к проводнику параллельно. Получите значение падения напряжения на проводнике в вольтах. Если проводник подключен к источнику постоянного тока, при подключении тестера учитывайте полярность. Найдите сопротивление проводника, поделив значение напряжения на силу тока R=U/I. После этого рассчитайте удельное сопротивление по выше изложенной методике.

Сопротивление и удельное сопротивление

Физика > Сопротивление и удельное сопротивление

Рассмотрите удельное электрическое сопротивление проводника. Узнайте о влиянии характеристик материала на эквивалентное и удельное сопротивление, резисторы.

Сопротивление и удельное сопротивление характеризуют степень, в которой объект или материал препятствуют потоку электрического тока.

Задача обучения

Выявить свойства материала, описываемые сопротивлением и удельным сопротивлением.

Основные пункты

Сопротивление объекта основывается на его форме и материале.
Удельное сопротивление (p) – неотъемлемое свойство материала и прямо пропорционально полному сопротивлению (R).
Сопротивление отличается в зависимости от материалов. Также и резисторы располагаются на много порядков.
Резисторы устанавливают последовательно или параллельно. Эквивалентное сопротивление сети резисторов отображает суммирование всего сопротивления.

Термины

Параллельное эквивалентное сопротивление – сопротивление сети, где каждый резистор подвергается той же разности напряжения, что и токи сквозь них. Тогда обратное эквивалентное сопротивление равно сумме обратного сопротивления всех резисторов в сети.
Эквивалентное сопротивление – сопротивление сети резисторов, установленных так, что напряжение по сети выступает суммой напряжения на каждом резисторе.
Удельное сопротивление – степень, в которой материал сопротивляется электрическому потоку.

Сопротивление и удельное сопротивление

Сопротивление – электрическое свойство, создающее препятствия течению. Перемещающийся по проводу ток напоминает воду, текущую в трубе, а падение напряжения – перепад давления. Сопротивление выступает пропорциональным давлению, которое нужно для формирования конкретного потока, а проводимость пропорциональна скорости потока. Проводимость и сопротивление выступают соотносимыми.

Сопротивление основывается на форме и материале объекта. Легче всего рассматривать цилиндрический резистор и уже от него переходить к сложным формам. Электрическое сопротивление цилиндра (R) будет прямо пропорциональным длине (L). Чем длиннее, тем больше столкновений будет происходить с атомами.

Единый цилиндр с длиной (L) и площадью поперечного сечения (А). Сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению жидкости в трубе. Чем длиннее цилиндр, тем сильнее сопротивление. А вот с ростом площади поперечного сечения уменьшается сопротивление

Разные материалы гарантируют различное сопротивление. Определим удельное сопротивление (p) вещества так, чтобы сопротивление (R) было прямо пропорциональным p. Если удельное выступает неотъемлемым свойством, то простое сопротивление – внешнее.

Типичный осевой резистор

Что определяет удельное сопротивление проводника? Сопротивление в зависимости от материала может сильно отличаться. Например, у тефлона проводимость в 10³⁰ раз ниже, чем показатель меди. Откуда такое отличие? У металла наблюдается огромное количество делокализованных электронов, которые не задерживаются в конкретном месте, а свободно путешествуют на большие дистанции. Однако в изоляторе (тефлон) электроны тесно связаны с атомами и нужна серьезная сила, чтобы оторвать их. В некоторых керамических изоляторах можно встретить сопротивление больше 10¹² Ом. У сухого человека – 10⁵ Ом.

Разность напряжения в сети отображает сумму всех напряжений и общее сопротивление передается формулой:

R_eq = R₁ + R₂ + ⋯ + R_N.

Резисторы в параллельной конфигурации проходят сквозь одинаковую разность напряжения. Поэтому можно вычислить эквивалентное сопротивление сети:

1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + ⋯ + 1/R_N.

Параллельное эквивалентное сопротивление можно представить в формуле двумя вертикальными линиями или слешем (//). Например:

Каждое сопротивление R задается как R/N. Резисторная сеть отображает комбинацию параллельных и последовательных соединений. Ее можно разбить на более мелкие составляющие.

Эту комбинированную схему можно разбить на последовательные и параллельные компоненты

Некоторые сложные сети нельзя рассмотреть таким способом. Но нестандартное значение сопротивления можно синтезировать, если объединить несколько стандартных показателей последовательно и параллельно. Это также можно использовать для получения сопротивления с более высокой номинальной мощностью, чем у отдельных резисторов. В конкретном случае все резисторы подключены последовательно или параллельно и номинал индивидуальных умножается на N.

Закон Ома, сопротивление проводников

Организационные, контрольно-распорядительные и инженерно-технические услуги
в сфере жилой, коммерческой и иной недвижимости. Московский регион. Официально.

Немецкий физик Г. Ом (1787;—1854) экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (т. е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорциональна напряжению U на концах проводника:

(98.1)

где R — электрическое сопротивление проводника. Уравнение (98.1) выражает закон Ома для участка цепи (не содержащего источника тока): сала тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Формула (98.1) позволяет установить единицу сопротивления — ом (Ом): 1 Ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В течет постоянный ток 1 А. Величина

называется электрической проводимостью проводника. Единица проводимости — сименс (См): 1 См — проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом.

Сопротивление проводников зависит от его размеров и формы, а также от материала, из которого проводник изготовлен. Для однородного линейного проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:

(98.2)

где r — коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника и называемый удельным электрическим сопротивлением. Единица удельного электрического сопротивления — ом×метр (Ом×м). Наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро (1,6×10^–8 Ом×м) и медь (1,7×10^–8 Ом×м). На практике наряду с медными применяются алюминиевые провода. Хотя алюминий и имеет большее, чем медь, удельное сопротивление (2,6×10^–8 Ом×м), но зато обладает меньшей плотностью по сравнению с медью.

Закон Ома можно представить в дифференциальной форме. Подставив выражение для сопротивления (98.2) в закон Ома (98.1), получим

(98.3)

где величина, обратная удельному сопротивлению,

называется удельной электрической проводимостью вещества проводника. Ее единица — сименс на метр (См/м). Учитывая, что U/l = Е — напряженность электрического поля в проводнике, I/S = j — плотность тока, формулу (98.3) можно записать в виде

(98.4)

Так как в изотропном проводнике носители тока в каждой точке движутся в направлении вектора Е, то направления j и Е совпадают. Поэтому формулу (98.4) можно записать в виде

(98.5)

Выражение (98.5) — закон Ома в дифференциальном форме, связывающий плотность тока в любой точке внутри проводника с напряженностью электрического поля в этой же точке. Это соотношение справедливо и для переменных полей.

Опыт показывает, что в первом приближении изменение удельного сопротивления, а значит и сопротивления, с температурой описывается линейным законом:

где r и r₀, R и R₀ — соответственно удельные сопротивления и сопротивления проводника при t и 0°С, a — температурный коэффициент сопротивления, для чистых металлов (при не очень низких температурах) близкий к 1/273 К^–1. Следовательно, температурная зависимость сопротивления может быть представлена в виде

где Т — термодинамическая температура.

Качественный ход температурной зависимости сопротивления металла представлен на рис. 147 (кривая 1). Впоследствии было обнаружено, что сопротивление многих металлов (например, Al, Pb, Zn и др.) и их сплавов при очень низких температурах T_K (0,14—20 К), называемых критическими, характерных для каждого вещества, скачкообразно уменьшается до нуля (кривая 2), т. е. металл становится абсолютным проводником. Впервые это явление, названное сверхпроводимостью, обнаружено в 1911 г. Г. Камерлинг-Оннесом для ртути. Явление сверхпроводимости объясняется на основе квантовой теории. Практическое использование сверхпроводящих материалов (в обмотках сверхпроводящих магнитов, в системах памяти ЭВМ и др.) затруднено из-за их низких критических температур. В настоящее время обнаружены и активно исследуются керамические материалы, обладающие сверхпроводимостью при температуре выше 100 К.

На зависимости электрического сопротивления металлов от температуры основано действие термометров сопротивления, которые позволяют по градуированной взаимосвязи сопротивления от температуры измерять температуру с точностью до 0,003 К. Термометры сопротивления, в которых в качестве рабочего вещества используются полупроводники, изготовленные по специальной технологии, называются термисторами. Они позволяют измерять температуры с точностью до миллионных долей кельвин.

Материал — проводник — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Материал — проводник

Cтраница 3

В этом выражении р характеризует материал проводника и называется удельным сопротивлением материала. [31]

Согласно Веберу, действие на материал проводника, элементом которого является ds, есть сумма всех действий на электричество, которое он переносит. С другой стороны, электродвижущая сила, действующая на электричество в ds, является разностью электрических сил, действующих на положительное и отрицательное электричество в пределах этого элемента. Поскольку все эти силы действуют вдоль линии, соединяющей элементы, электродвижущая сила в ds также находится на этой линии, и, для того чтобы получить электродвижущую силу в направлении ds, мы должны спроектировать силу на это направление. [32]

Зная время короткого замыкания и материал проводника, а также его допустимую температуру кратковременного нагрева, можно по кривым адиабатного нагрева определить плотность тока термической стойкости аппарата, как это показано выше. [33]

В тех случаях, когда материал электронного проводника электрода оказывает существенное влияние на характеристики ХИТ, целесообразно его указывать ( в скобках, рядом с формулой активного вещества) в обозначении электрохимической системы. [34]

Коэфициент р, зависящий от материала проводника, называется его удельным сопротивлением. [36]

Постоянные времени нагрева зависят от материала проводника, рода проводки, сечения и изоляции проводника. [37]

Допустимая плотность гока зависит от материала проводника и условий, в которых он находится. [38]

Сопротивление зависит не только от материала проводника, но и от его размеров и температуры. Следовательно, электрическое сопротивление проводника зависит от длины проводника, площади поперечного сечения его и материала, из которого он изготовлен. [39]

Сопротивление зависит не только от материала проводника, но и от его размеров и температуры. [40]

Для относительной оценки электрических свойств материала проводника служит его удельное сопротивление. [41]

Сопротивление участка проводника зависит от материала проводника, от его размеров и формы. [42]

Удельное электрическое сопротивление зависит от материала проводника, содержания в нем примесей, его механической и термической обработки, а также от его температуры. [43]

Если термические коэффициенты линейного расширения материала проводника и диэлектрика резко различаются, то с изменением температуры возможно разрушение полоскового волновода. [44]

В табл. 8.2 приведены характеристики материалов проводников, наиболее широко применяемых при изготовлении СВЧ-ИМС. [45]

Страницы: 1 2 3 4

Удельное сопротивление и проводимость: определение, причины, формула и единицы (с диаграммой)

Удельное сопротивление и проводимость — две стороны одной медали, но оба являются ключевыми понятиями, которые нужно понять, когда вы изучаете электронику. По сути, это два разных способа описания одного и того же фундаментального физического свойства: насколько хорошо электрический ток течет через материал.

Удельное электрическое сопротивление — это свойство материала, которое показывает, насколько он сопротивляется прохождению электрического тока, а проводимость количественно определяет, насколько легко ток течет.Они очень тесно связаны: электропроводность является обратной величиной удельного сопротивления, но детальное понимание того и другого важно для решения проблем физики электроники.

Удельное электрическое сопротивление

Удельное сопротивление материала является ключевым фактором при определении электрического сопротивления проводника, и это часть уравнения сопротивления, которая учитывает различные характеристики различных материалов.

Само электрическое сопротивление можно понять с помощью простой аналогии.Представьте, что поток электронов (носителей электрического тока) по проводу представлен шариками, стекающими по пандусу: вы получите сопротивление, если разместите препятствия на пути пандуса. Когда шарики натыкаются на преграды, они теряют часть своей энергии из-за препятствий, и общий поток шариков по рампе замедляется.

Другая аналогия, которая может помочь вам понять, как сопротивление влияет на течение тока, — это влияние, которое прохождение через гребное колесо оказывает на скорость потока воды.Опять же, энергия передается лопастному колесу, в результате чего вода движется медленнее.

Реальность протекания тока через проводник ближе к примеру с мрамором, потому что электроны проходят через материал, но решетчатая структура ядер атомов препятствует этому потоку, который замедляет электроны.

Электрическое сопротивление проводника определяется как:

R = \ frac {ρL} {A}

Где ρ (rho) — удельное сопротивление материала (которое зависит от его состава), длина L — длина проводника, а A — площадь поперечного сечения материала (в квадратных метрах).Уравнение показывает, что более длинный проводник имеет более высокое электрическое сопротивление, а провод с большей площадью поперечного сечения имеет меньшее сопротивление.

Единицей измерения сопротивления в системе СИ является ом (Ом), где 1 Ом = 1 кг · м ² с ⁻³ A ⁻², а единицей измерения удельного сопротивления в системе СИ является ом-метр (Ом · м). . У разных материалов разное удельное сопротивление, и вы можете посмотреть значения удельного сопротивления материала, который вы используете в расчетах, в таблице (см. Ресурсы).

Электропроводность

Электропроводность определяется просто как величина, обратная удельному сопротивлению, поэтому высокое удельное сопротивление означает низкую проводимость, а низкое удельное сопротивление означает высокую проводимость. Математически проводимость материала представлена как:

σ = \ frac {1} {ρ}

Где σ — проводимость, а ρ — удельное сопротивление, как и раньше. Конечно, вы можете переставить уравнение для сопротивления в предыдущем разделе, чтобы выразить это в терминах сопротивления, R , площади поперечного сечения A, проводника и длины L . , В зависимости от того, какую проблему вы решаете.

Единицы измерения проводимости в системе СИ являются обратными единицам удельного сопротивления, что делает их Ω ⁻¹ м ⁻¹; однако обычно оно выражается в сименсах на метр (См / м), где 1 S = 1 Ом ^-1.

Расчет удельного сопротивления и проводимости

Учитывая определения удельного электрического сопротивления и проводимости, просмотр примера расчета поможет закрепить идеи, представленные до сих пор. Для отрезка медного провода длиной L = 0.1 м и площадью поперечного сечения A = 5,31 × 10 ⁻⁶ м ² и сопротивлением R = 3,16 × 10 ⁻⁴ Ом, что такое удельное сопротивление ρ меди? Во-первых, вам нужно перестроить уравнение для сопротивления, чтобы получить выражение для удельного сопротивления ρ следующим образом:

R = \ frac {ρL} {A}

ρ = \ frac {RA} {L }

Теперь вы можете вставить значения, чтобы найти результат:

\ begin {align} ρ & = \ frac {3.7 \ text {s / m} \ end {align}

Очень низкое удельное сопротивление и высокая проводимость объясняют, почему именно такой медный провод, вероятно, используется в вашем доме для подачи электричества.

Температурная зависимость

Все значения, которые вы найдете в таблице для удельного сопротивления различных материалов, будут значениями при определенной температуре (обычно выбираемой в качестве комнатной температуры), поскольку удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры для большинства материалов.

Хотя для некоторых материалов (например, полупроводников, таких как кремний) удельное сопротивление уменьшается с повышением температуры, увеличение с температурой является общим правилом.Это легко понять, если вернуться к аналогии с мрамором: когда барьеры вибрируют вокруг (в результате повышенной температуры и, следовательно, внутренней энергии), они с большей вероятностью заблокируют шарики, чем если бы они были полностью неподвижны. .

Удельное сопротивление при температуре T определяется соотношением:

ρ (T) = ρ_0 (1 + α (T — T_0))

Где альфа ( α ) — температурный коэффициент удельного сопротивления, T — это температура, при которой вы рассчитываете удельное сопротивление, T ₀ — эталонная температура (обычно принимаемая как 293 K, примерно комнатная температура) и ρ ₀ — удельное сопротивление при эталонной температуре.Все температуры в этом уравнении выражены в кельвинах (K), а единицей СИ для температурного коэффициента является 1 / K. Температурный коэффициент удельного сопротивления обычно имеет то же значение, что и температурный коэффициент сопротивления, и имеет тенденцию быть порядка 10 ^-3 или ниже.

Если вам нужно рассчитать температурную зависимость для различных материалов, вам просто нужно найти значение соответствующего температурного коэффициента и обработать уравнение с эталонной температурой T ₀ = 293 K (если поскольку она соответствует температуре, используемой для эталонного значения удельного сопротивления). {- 1} \\ \ hline \ text {Silver} & 1.{-23} & \\ \ hdashline \ end {array}

Обратите внимание, что у изоляторов в списке нет установленных значений для их температурных коэффициентов, но они включены, чтобы показать полный диапазон значений удельного сопротивления и проводимости.

Расчет удельного сопротивления при различных температурах

Хотя теория о том, что удельное сопротивление увеличивается при повышении температуры, имеет смысл, стоит взглянуть на расчет, чтобы подчеркнуть влияние, которое повышение температуры может оказать на проводимость и удельное сопротивление материала.В качестве примера расчета рассмотрим, что происходит с удельным сопротивлением и проводимостью никеля при нагревании от 293 K до 343 K. Еще раз взглянув на уравнение:

ρ (T) = ρ_0 (1 + α (T — T_0))

Вы можете видеть, что значения, необходимые для расчета нового удельного сопротивления, приведены в таблице выше, где удельное сопротивление ρ ₀ = 6,99 × 10 ⁻⁸ Ом · м, а температурный коэффициент α = 0,006. Вставка этих значений в приведенное выше уравнение позволяет легко вычислить новое удельное сопротивление:

\ begin {align} ρ (T) & = 6.{−8} \ text {Ω m} \ end {align}

Расчет показывает, что довольно существенное повышение температуры на 50 K приводит только к 30-процентному увеличению значения удельного сопротивления и, следовательно, к 30-процентному увеличению в сопротивлении данного количества материала. Конечно, вы могли бы продолжить и вычислить новое значение проводимости на основе этого результата.

Влияние повышения температуры на удельное сопротивление и проводимость определяется размером температурного коэффициента, при этом более высокие значения означают большее изменение температуры, а более низкие значения — меньшее изменение.

Сверхпроводники

Голландский физик Хайке Камерлинг-Оннес исследовал свойства различных материалов при очень низких температурах в 1911 году и обнаружил, что ниже 4,2 К (т. Е. −268,95 ° C) ртуть полностью теряет своего сопротивления. к потоку электрического тока, поэтому его удельное сопротивление становится равным нулю.

В результате этого (и зависимости между удельным сопротивлением и проводимостью) их проводимость становится бесконечной, и они могут проводить ток неограниченное время без потери энергии.Позже ученые обнаружили, что многие другие элементы проявляют такое поведение при охлаждении ниже определенной «критической температуры» и называются «сверхпроводниками».

В течение долгого времени физика не предлагала реального объяснения сверхпроводников, но в 1957 году Джон Бардин, Леон Купер и Джон Шриффер разработали теорию сверхпроводимости «БКШ». Это предполагает, что электроны в материале группируются в «куперовские пары» в результате взаимодействий с положительными ионами, составляющими решеточную структуру материала, и эти пары могут перемещаться через материал без каких-либо препятствий.

Когда электрон движется через охлаждаемый материал, положительные ионы, образующие решетку, притягиваются к ним и немного меняют свое положение. Однако это движение создает в материале положительно заряженную область, которая притягивает другой электрон, и процесс начинается снова.

Сверхпроводники обладают многими потенциальными и уже реализованными применениями благодаря их способности переносить токи без сопротивления. Одно из наиболее распространенных применений, с которым вы, скорее всего, знакомы, — это магнитно-резонансная томография (МРТ) в медицинских учреждениях.

Тем не менее, сверхпроводимость также используется для таких вещей, как поезда на маглеве, которые работают за счет магнитной левитации и нацелены на устранение трения между поездом и рельсом, и ускорителей частиц, таких как Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, где сверхпроводящие магниты используются для ускорять частицы со скоростью, приближающейся к скорости света. В будущем сверхпроводники могут быть использованы для повышения эффективности производства электроэнергии и увеличения скорости компьютеров.

Удельное сопротивление различных материалов — учебный материал для IIT JEE

Сопротивление
Мы знаем, что электрический ток, протекающий в цепи, подобен воде, протекающей через реку.В реке камни, ветви и другие частицы сопротивляются потоку воды. Точно так же в цепи есть элементы, которые могут сопротивляться потоку электронов. Это свойство сопротивления потоку электронов или току называется сопротивлением . Единица измерения сопротивления — Ом. Один ом равен вольт на ампер. Из закона Ома мы видели, что R = V / I, где V — напряжение, а I — ток.
Резисторы используются для сопротивления или управления потоком электронов через проводящий материал.Они не обеспечивают питание цепи. Они могут снизить напряжение и ток, проходящие через цепь. Следовательно, резисторы — пассивные устройства. Большинство резисторов состоит из пленки углерода, металла или оксида металла.
Резисторы
Удельное сопротивление
Удельное сопротивление — это сопротивление на единицу длины и площади поперечного сечения. Это свойство материала, которое препятствует прохождению заряда или электрического тока.Единица измерения удельного сопротивления — омметр. Мы знаем, что R = ρ L / A. Таким образом, мы можем вывести выражение для удельного сопротивления из этой формулы. ρ = R A / L, где R — сопротивление в омах, A — площадь поперечного сечения в квадратных метрах, а L — длина в метрах. Когда значения L, длины и A, площади равны единице, можно сказать, что удельное сопротивление равно сопротивлению. Таким образом, удельное сопротивление можно определить как удельное сопротивление материала. Когда у нас толстый провод, сопротивление уменьшается.Сопротивление увеличивается, когда проволока тонкая, так как площадь поперечного сечения меньше. Когда длина провода увеличивается, сопротивление также увеличивается. Когда длина провода уменьшается, сопротивление уменьшается по мере уменьшения длины.
Удельное сопротивление
Материал с высоким сопротивлением означает, что он имеет высокое сопротивление и будет сопротивляться потоку электронов. Материал с низким удельным сопротивлением означает, что он имеет низкое сопротивление, и поэтому электроны плавно проходят через материал.Медь и алюминий обладают низким удельным сопротивлением. Хорошие проводники имеют меньшее удельное сопротивление. Изоляторы обладают высоким сопротивлением. Удельное сопротивление полупроводников находится между проводниками и изоляторами. Золото является хорошим проводником электричества и поэтому имеет низкое удельное сопротивление. Стекло — хороший изолятор, не пропускающий электроны. Следовательно, он имеет высокое сопротивление. Кремний — это полупроводник, поэтому он допускает частичное движение электронов. Сопротивление кремния находится между стеклом и золотом. Удельное сопротивление идеальных проводников равно нулю, а удельное сопротивление идеальных изоляторов бесконечно.
Проводники, изоляторы и полупроводники

Изменение удельного сопротивления в зависимости от температуры
Удельное сопротивление материалов основано на их атомной структуре. Таким образом, мы можем изменять удельное сопротивление материалов, изменяя температуру. Мы знаем, что валентные электроны слабо связаны с ядром. В металлах при нормальной температуре, хотя электроны сталкиваются с атомами металла, свободные электроны движутся свободно.Так как в металле есть сопротивление, ток все еще течет.
При повышении температуры атомы металла начинают колебаться, а затем совершают беспорядочное движение. Таким образом, свободные электроны могут двигаться очень медленно по сравнению со случаем нормальной температуры. Когда температура увеличивается, помехи возрастают, а значит, и удельное сопротивление. Когда атомы начинают вибрировать с большей амплитудой, столкновения учащаются. Таким образом, скорость дрейфа также уменьшается, а затем ток начинает уменьшаться.
При повышении температуры металлов удельное сопротивление также увеличивается
В неметаллах электроны прочно связаны с ядром. Когда прикладываемая температура слишком высока, электроны имеют тенденцию отделяться от атомов и выходить из атома для проводимости. Так увеличивается проводимость. Когда проводимость увеличивается, удельное сопротивление уменьшается, и, таким образом, ток увеличивается.
Когда ток проходит через материал, он нагревается.При изменении температуры материала изменяется и сопротивление. В случае большинства резисторов эффект будет слишком мал. Но для некоторых других резисторов эффект очень велик. Резисторы с большим эффектом можно использовать как датчик температуры. Поместив на резистор напряжение известного значения и измерив ток, мы получим сопротивление материала. Таким образом мы получим температуру материала, к которому подключен резистор. Следовательно, его можно использовать как датчик температуры.

Температурный коэффициент удельного сопротивления
ρ _t = ρ ₀ [1 + α (T — T ₀) — уравнение для температурного коэффициента удельного сопротивления. ρ ₀ — удельное сопротивление при стандартной температуре, ρ _t — удельное сопротивление при t ⁰ C, T ₀ — эталонная температура, α — температурный коэффициент удельного сопротивления. Для металлических проводников α температурный коэффициент удельного сопротивления имеет положительное значение.Значение α отрицательно для полупроводников и диэлектриков.
Закон Ома и удельное сопротивление
Мы знаем, что напряжение в оме равно току, умноженному на сопротивление, что составляет V = I R. Это говорит о том, что напряжение прямо пропорционально току, когда сопротивление постоянно. Сопротивление материала не меняется, когда температура остается постоянной.
Мы знаем, что скорость дрейфа V _d = — e Eԏ / m — уравнение 1, где e — заряд электрона, E — электрическое поле, ԏ — среднее время между столкновениями или время релаксации. электронов, а m — масса электрона.Когда к проводнику прикладывается внешнее электрическое поле, электроны дрейфуют к положительному концу проводника или концу проводника с более высоким потенциалом с определенной скоростью. Эта чистая скорость называется дрейфовой скоростью .
Также E = — V / L, где V — разность потенциалов, L — длина. Электрическое поле — это отрицательный градиент электрического потенциала.
Подставляя значение E в первое уравнение, получаем V _d = e V ԏ / m L
Из этого уравнения получаем V = V _d м L / e — уравнение 2.
Ток I = A n e V _d, где A — площадь поперечного сечения провода, n — плотность заряда, e — заряд на носителях тока или электронах, V _d — скорость дрейфа.
Из уравнения получаем V _d = I / A n e.
Подставляя это значение V _d в уравнение 2, получаем V = I / A n e * (m L / e ԏ)
Переставляя уравнение, получаем V = (m L / A n e ² ԏ) I — уравнение 3
Мы можем сказать, что (m / n e ² ԏ) * L / A = R, сопротивление, а также мы знаем, что R = ρ * L / A
Так м / н ² ԏ = ρ
Таким образом, подставляя значения в уравнение 3, мы получаем V = ρ * L / A * I
= R I
Таким образом, V = I R.Наконец, мы вывели закон Ома, и это доказано.
Удельное сопротивление электрического поля и плотность тока
Удельное сопротивление также зависит от величины электрического поля и плотности тока. Формула: ρ = E / J, где E — электрическое поле, а J — плотность тока. Электрическое поле измеряется в вольтах на метр. Плотность тока измеряется в амперах на квадратный метр. Плотность тока — это поток электрического заряда на единицу площади поперечного сечения.Мы также можем видеть, что если удельное сопротивление материала велико, то электрическое поле, приложенное к материалу для развития заданной плотности тока, также будет высоким.
Электропроводность
Электропроводность обратно пропорциональна удельному сопротивлению. Электропроводность — это способность материала допускать движение свободных электронов. Таким образом, он позволяет проводить электричество.
σ = 1 / ρ, где σ — проводимость, а ρ — удельное сопротивление. Единица проводимости Ом ^-1 м ^-1
σ = 1 / ρ = n e ² / m, где n — плотность заряда, e — заряд на носителях тока, ԏ — время релаксации электронов, а m — масса электрона.
В приведенной ниже таблице представлены подробные сведения об удельном сопротивлении, проводимости и температурном коэффициенте различных материалов.
Материал
Удельное сопротивление при 20 ^° C
Электропроводность при 20 ^° C
Температурный коэффициент
Углерод (графен)
1.00 * 10 ^-8
1,00 * 10 ⁸
— 0,0002
Серебро
1,59 * 10 ^-8
6,30 * 10 ⁷
0,0038
Медь
1.68 * 10 ^-8
5,96 * 10 ⁷
0,003862
Золото
2,44 * 10 ^-8
4,10 * 10 ⁷
0,0034
Алюминий
2.82 * 10 ^-8
3,50 * 10 ⁷
0,0039
Кальций
3,36 * 10 ^-8
2,98 * 10 ⁷
0,0041
Вольфрам
5.60 * 10 ^-8
1,79 * 10 ⁷
0,0045
цинк
5,90 * 10 ^-8
1,69 * 10 ⁷
0,0037
Никель
6.99 * 10 ^-8
1,43 * 10 ⁷
0,006
Утюг
9,71 * 10 ^-8
1,00 * 10 ⁷
0,005
Платина
1.06 * 10 ^-7
9,43 * 10 ⁶
0,00392
Олово
1,09 * 10 ^-7
9,17 * 10 ⁶
0,0045
Углеродистая сталь
1.43 * 10 ^-7
6,99 * 10 ⁶
Свинец
2,20 * 10 ^-7
4,55 * 10 ⁶
0,0039
Титан
4.20 * 10 ^-7
2,38 * 10 ⁶
0,0038
Константан
4,90 * 10 ^-7
2,04 * 10 ⁶
0,000008
Меркурий
9.80 * 10 ^-7
1,02 * 10 ⁶
0,0009
Углерод (графит)
2,50 * 10 ^-6 — 5,00 * 10 ^-6
2 * 10 ⁵ — 3 * 10 ⁵
Германий
4.60 * 10 ^-1
2,17
Кремний
6,40 * 10 ²
1,56 * 10 ^-3
-0,075
Стекло
1.00 * 10 ¹¹ — 1.00 * 10 ¹⁵
10 ^-15-10 ^-11
Воздух
1,30 * 10 ¹⁴ — 3,30 * 10 ¹⁴
3 * 10 ^-15-8 * 10 ^-15
тефлон
1.00 * 10 ²³ — 1.00 * 10 ²⁵
10 ^-25-10 ^-23

Резюме
Сопротивление — это свойство, которое препятствует потоку электронов или току в цепи. Ом — единица измерения сопротивления. Резисторы сопротивляются потоку электронов через проводящий материал.Резисторы являются пассивными устройствами, поскольку они не обеспечивают питание цепи. Это только снижает напряжение и ток, проходящие по цепи.
R = ρ L / A. Таким образом, мы можем вывести выражение для удельного сопротивления из этой формулы. ρ = R A / L, где R — сопротивление в омах, A — площадь поперечного сечения в квадратных метрах, а L — длина в метрах. Удельное сопротивление также известно как удельное сопротивление.
Хорошие проводники, такие как золото, имеют меньшее удельное сопротивление.Изоляторы, подобные стеклу, обладают высоким удельным сопротивлением. Удельное сопротивление полупроводников, таких как кремний, находится между проводниками и изоляторами, то есть между золотом и стеклом.
Сопротивление материалов имеет тенденцию к изменению в зависимости от их атомной структуры.
При повышении температуры в металлах атомы металла колеблются, происходят частые столкновения. Затем скорость дрейфа также уменьшается и, следовательно, увеличивается удельное сопротивление.Итак, ток начинает уменьшаться.
Когда температура увеличивается для неметаллов, удельное сопротивление уменьшается, и поэтому ток увеличивается.
ρ _t = ρ ₀ [1 + α (T — T ₀) — уравнение для температурного коэффициента удельного сопротивления
Закон Ома, который равен V = I R, проверяется с использованием термина удельное сопротивление.
ρ = E / J.Это указывает на то, что удельное сопротивление зависит от величины электрического поля (E) и плотности тока (J).
Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью. σ = 1 / ρ, σ — проводимость.

Посмотрите это видео, чтобы получить дополнительную информацию

Дополнительная информация
Удельное сопротивление различных материалов
Видео: Сопротивление и удельное сопротивление проводников
Стенограмма видео
В этом уроке мы узнаем, как связать размеры и движение свободных электронов через объект с его сопротивление.Мы также посмотрим, как сопротивление зависит от размеров материала, длины и площади, а также от свойство называется удельным сопротивлением.
Сопротивление материала 𝑅 равно в зависимости от удельного сопротивления материала 𝜌, длины материала 𝐿 и площадь поперечного сечения материала 𝐴. Давайте посмотрим на каждого в отдельности переменная, чтобы определить ее влияние на сопротивление, начиная с удельного сопротивления, 𝜌.
Удельное сопротивление материала — это то, что противостоит потоку заряда на основе своего атомного состава. Материалы с низким удельным сопротивлением называемые проводниками, где рассматриваются материалы с высоким удельным сопротивлением. изоляторы. Проводники позволяют заряду течь легче там, где нет изоляторов. Сравним два проводника с различные удельные сопротивления, чтобы определить, как это повлияет на сопротивление.
Давайте посмотрим на диаграмму ниже, который представляет собой решетку ионов меди, как показано красными точками.В металлах много свободных электронов поскольку почти каждый ион в сетке имеет связанный свободный электрон. Тем не менее, мы схематически только один путь электрона. Электрон проходит через относительно беспрепятственный. Есть минимальные неудобства в решетка для рассеивания электрона, что дает медь удельное сопротивление.
Сравним движение электронов. через медь к движению электронов через латунь, где латунь — это медно-цинковая сплав.Мы выбрали латунь, которая сделана до 10 процентов ионов цинка, как показано более крупными красными точками на нашей сетке. Нарушения цинка дают больше возможность рассеивания электронов по сравнению с более однородной медью решетка. Увеличение неравномерности латунь вызывает увеличение рассеяния электронов. Как мы видим, в латуни электрон выбирает более зигзагообразный путь, который длиннее, чем более прямой путь в медь.Путешествие по такому пути требует большего время, что приводит к более высокому удельному сопротивлению. Это говорит нам о том, что удельное сопротивление из латуни больше, чем удельное сопротивление меди.
Давайте посмотрим, что это значит для сопротивление обоих материалов. Удельное сопротивление напрямую связано с сопротивление, что означает, что чем больше удельное сопротивление, тем больше сопротивление. Медь с низким удельным сопротивлением, используется в электронике или когда мы хотим сохранить низкое сопротивление.
Давайте посмотрим на нашу следующую переменную длина и влияние, которое она оказывает на сопротивление. Длина, как и у удельное сопротивление напрямую связано с сопротивлением. Так что чем длиннее провод, тем больше сопротивление. Давайте подробнее рассмотрим два провода, один короткий и один длинный.
Давайте сравним два провода, изготовлены из того же материала и имеют одинаковую площадь поперечного сечения, но разные длины, причем один — короткий провод, а другой — длинный.Построив схему путешествия один электрон через каждый из этих проводов, мы могли видеть разницу в сопротивление.
Начнем с построения схемы путешествие по короткому проводу. Электрон испытывает относительно мало столкновений и проходит относительно небольшое расстояние, так как длина провода небольшой. И так поток заряда испытывает небольшое сопротивление. А теперь сравним это с путешествие электрона по длинному проводу.Электрон испытал относительно большее количество столкновений и прошел относительно более длинный путь, поскольку перемещался по большей длине проволоки. Это показывает, что поток заряда испытывает большее сопротивление, что возвращает нас к тому факту, что когда мы чем длиннее провод, тем больше сопротивление.
Теперь мы проанализируем эффект, который площадь поперечного сечения имеет сопротивление. Площадь поперечного сечения проволока обратно пропорциональна сопротивлению, что означает, что по мере увеличения площади сопротивление снижается.Чтобы понять эти отношения лучше, мы можем сравнить схему для тонкой проволоки со схемой для толстой проволоки, предполагая, что провода имеют одинаковое удельное сопротивление и одинаковую длину.
Тонкая проволока имеет небольшой площадь поперечного сечения, что означает, что если бы мы разрезали провод и смотрели на конец мы увидим круг с небольшой площадью поверхности, а толстый провод — имеют большую площадь поперечного сечения.Если бы мы еще раз сократили проволоки, у нас получился круг с большой площадью поверхности.
Давайте посмотрим, как электроны дрейфуют по проводу. В частности, мы захотим чтобы перебросить восемь носителей заряда на другую сторону провода. Мы видели, что потребовалось относительно долгое время, чтобы все восемь зарядов перебрались на другую сторону wire, что означает, что наш провод имеет большое сопротивление.Тонкие провода с небольшими площадями имеют большие сопротивления.
А теперь посмотрим, сколько времени это займет восемь носителей заряда для перемещения по толстой проволоке. Нам не нужно ждать всех заряд переносится через провод, только восемь, которые были ближе всего к конец. Восемь носителей заряда в толстая проволока испытывает относительно меньшее количество столкновений, чем тонкая проволока, поскольку они не уезжают так далеко, тем самым говоря, что носители заряда испытывают небольшой сопротивление.Толстые провода имеют большие площади поперечного сечения и малое сопротивление.
Теперь, когда мы знаем, как разные переменные влияют на сопротивление, давайте подставим значения, чтобы мы могли попрактиковаться расчет сопротивления. Определим сопротивление медный провод с площадью поперечного сечения 0,02 м в квадрате и длиной 0,80 метра. Начиная с уравнения 𝑅 равно 𝜌𝐿 над 𝐴, мы можем подставить наши переменные.Когда мы смотрим на удельное сопротивление медь в таблице, мы видим, что она равна 1,68 умножить на 10 в отрицательную восьмую Ом, умноженную на метров. Для длины мы используем 0,80. метров. А для площади поперечного сечения мы используем 0,02 метра в квадрате. Когда мы умножаем 1,68 на 10, чтобы получить отрицательная восьмая ома, умноженная на метры, на 0,80 метра и разделенная на 0,02 метра. в квадрате, мы получаем значение сопротивления 6,72 умноженное на 10 отрицательной седьмой Ом.
Есть еще одна переменная, которая действительно влияет на сопротивление материалов, но не отображается в нашем уравнении. И это температура. Температура повлияет на сопротивление металлов отличается от сопротивления неметаллов и полупроводники. Для металлов чем выше температура, тем выше сопротивление. Для неметаллов и полупроводников, по мере увеличения температуры сопротивление уменьшается.Давайте изучим эффект температура на сопротивление немного подробнее с некоторыми диаграммами.
Мы нарисовали ту же сетку, что и нарисованный ранее в видео, чтобы представить решетчатую структуру меди. Нам нужно еще раз вспомнить, что несмотря на то, что в металлах много свободных электронов, мы собираемся посмотреть на путь всего одного электрона. Поскольку температура меди возрастает, в решетку добавляются возмущения, которые будут разбрасывать электроны.Мы представляли тех возмущения из-за того, что ионы в некоторых областях располагаются ближе друг к другу и дальше отдельно.
Зигзагообразный путь, по которому электрон принимает аналогично тому, как электроны рассеивались в латуни, когда цинк, добавлялся к медным помехам. В полупроводнике на более холодном уровне температурах электронов очень мало. Однако, поскольку температура увеличивается, много ковалентных связей разрывается, давая больше свободных электронов.С таким количеством дополнительных носителей заряда, нам не нужно переводить этот электрон на другую сторону; один из тех, что ближе могут переехать. Так же, как мы видели с длиной провода, чем короче расстояние, тем меньше сопротивление. При повышении температуры и в полупроводнике больше свободных электронов, путь, по которому электрон должен пройти чтобы добраться от одного до другой стороны намного короче, тем самым уменьшая сопротивление.
Теперь, когда мы проанализировали, как температура влияет на сопротивление материалов, давайте рассмотрим несколько примеров проблем используя наше уравнение, полученное ранее.
Проволока из неизвестного вещества. имеет сопротивление 125 миллиом. Длина провода 1,8 метра. и площадь поперечного сечения 2,35 умножить на 10 в отрицательном квадрате пятого метра. Какое сопротивление вещество, из которого сделана проволока?
Начнем с рисунка наш провод.На схеме мы обозначили длина провода равна 1,8 метра, площадь поперечного сечения провода 𝐴 равна 2,35 умножить на 10 на отрицательный квадрат пятого метра, сопротивление провода 𝑅 равно 125 миллиом, и ищем удельное сопротивление провода 𝜌. Чтобы найти удельное сопротивление, нам нужно уравнение, которое связывает сопротивление, удельное сопротивление, длину и площадь поперечного сечения нашего провода.
Уравнение, связывающее эти четыре переменные вместе равны 𝑅, сопротивление провода равно 𝜌, удельное сопротивление, умноженное на, длина, деленная на, площадь поперечного сечения.Мы решаем удельное сопротивление. Следовательно, мы должны переставить наши формула так, что она решает относительно 𝜌. Для этого умножаем обе стороны уравнения через над. Это отменит как 𝐴 и 𝐿 в правой части уравнения, оставляя нам соотношение 𝐴𝑅 over 𝐿 невероятно похож на 𝜌. Теперь мы можем заменить наши ценности для наших переменных.
Для площади поперечного сечения мы использовать 2.35 умножить на 10 в минус пятый метр в квадрате. В качестве сопротивления мы используем 125 миллиом, а длина — 1,8 метра. Нам нужно быть осторожными с нашими единицы измерения. Прямо сейчас наше сопротивление находится в миллиом, но его нужно преобразовать в омы. Напомним, что приставка милли- означает 10 в отрицательную треть. 125 миллиом — это то же самое, что 125 умножить на 10 на третье отрицательное сопротивление. После того, как мы умножим наш числитель и разделим на знаменатель, получим 1.63 умножить на 10 на отрицательные шесть омметров для нашего удельного сопротивления.
Длина в задаче была указана нам до двух значащих цифр. Следовательно, мы должны сообщить о наших удельное сопротивление до двух значащих цифр. 1,63 умножить на 10 к отрицательной шестой омметры округляются до 1,6 умножить на 10 до отрицательного шестого ома. Удельное сопротивление вещества из которого сделан провод 1,6 раз по 10 на минус шестой омметра.
Медный провод с сопротивлением 12,8 миллиом имеет площадь поперечного сечения 1,15 умноженную на 10 в отрицательной пятой части. метр в квадрате. Найдите длину провода. Используйте 1,7 умножить на 10 к отрицательному восемь Ом умножить на метры для удельного сопротивления меди.
Начнем с рисования схемы наш медный провод. На нашей диаграмме мы пометили наши медный провод с удельным сопротивлением 𝜌 1,7 умножить на 10 на отрицательную восьмую омметра, площадь поперечного сечения 𝐴 равна 1.15 умножить на 10 до отрицательного пятого метра в квадрате, а сопротивление 𝑅 12,8 миллиом, и мы решаем длину провода 𝐿.
Прежде чем производить какие-либо расчеты, мы нужно вспомнить уравнение, которое связывает удельное сопротивление, площадь поперечного сечения, длина и сопротивление наших проводов друг другу. Это уравнение, сопротивление провода, равно 𝜌, удельное сопротивление провода, умноженное на 𝐿, длина провод, разделенный на 𝐴, — площадь поперечного сечения провода.Проблема попросила нас решить для длина провода. Следовательно, мы должны переставить наши формула, так что мы решаем для 𝐿.
Для этого надо умножить обе части уравнения на 𝐴 над 𝜌. Это отменит как 𝐴 и 𝜌 в правой части уравнения, оставляя нам соотношение 𝐴 умноженное на 𝑅, деленное на, равно 𝐿. Теперь мы можем заменить наши ценности для наших переменных.Для нашей площади мы используем 1,15 умножить на 10 к отрицательному пятому метру в квадрате. Сопротивление 12,8 миллиом. А удельное сопротивление в 1,7 раза 10 к отрицательным восьмым омметрам.
Нам нужно быть осторожными с нашими единицы измерения. Наше сопротивление дано нам в миллиом, но его нужно преобразовать в омы. Нам нужно помнить, что милли- префикс 10 к отрицательной трети. Следовательно, мы можем заменить 12.8 миллиом с 12,8 умножить на 10 до отрицательной трети Ом. Когда мы умножаем нашу дробь, получаем длину провода 8,66 метра. Удельное сопротивление в нашей задаче было даны две значащие цифры. Следовательно, мы должны сообщить о наших длина до двух значащих цифр. 8,66 метра выстрелов до 8,7 метров. Длина провода 8,7 метров.
Ключевые моменты
Формула 𝑅 равна 𝜌𝐿 над 𝐴 используется для связи удельного сопротивления, сопротивления и размеров провода.Движение свободных электронов будет зависеть от изменения длины, площади поперечного сечения и удельного сопротивления резистор, а также его сопротивление. Движение свободных электронов будет зависеть от изменения температуры резисторов, а также их удельные сопротивления.
Сопротивление
Электрические заряды могут легко перемещаться в одних материалах (проводниках) и менее свободно в других (изоляторах), как мы узнали ранее.Мы описываем способность материала проводить электрический заряд как , проводимость . Хорошие проводники обладают высокой проводимостью. Электропроводность материала зависит от:
Плотность бесплатных зарядов, доступных для перемещения
Мобильность этих бесплатных зарядов
Аналогичным образом мы описываем способность материала противостоять движению электрического заряда с помощью сопротивления , обозначенного греческой буквой ро (ρ). Удельное сопротивление измеряется в ом-метрах, которые представлены греческой буквой омега, умноженной на метры (Ом • м).И проводимость, и удельное сопротивление являются свойствами материала.
Когда объект создается из материала, тенденция материала проводить электричество или проводимость зависит от проводимости материала, а также от формы материала. Например, полая цилиндрическая труба имеет более высокую проводимость воды, чем цилиндрическая труба, заполненная ватой. Однако форма трубы также играет роль. Очень толстая, но короткая труба может пропускать много воды, но очень узкая и очень длинная труба не может проводить столько воды.Как геометрия объекта, так и состав объекта влияют на его проводимость .
Сосредоточившись на способности объекта сопротивляться потоку электрического заряда, мы обнаруживаем, что объекты, сделанные из материалов с высоким удельным сопротивлением, имеют тенденцию препятствовать прохождению электрического тока и имеют высокое сопротивление . Кроме того, материалы, имеющие форму длинных и тонких объектов, также увеличивают электрическое сопротивление объекта. Наконец, объекта обычно демонстрируют более высокое удельное сопротивление при более высоких температурах .Мы объединили все эти факторы, чтобы описать сопротивление объекта потоку электрического заряда. Сопротивление — это функциональное свойство объекта, которое описывает способность объекта препятствовать прохождению через него заряда. Единицы измерения сопротивления — Ом (Ом).
Для любой заданной температуры мы можем вычислить электрическое сопротивление объекта в Ом по следующей формуле:
В этой формуле R — сопротивление объекта, в Ом (Ом), rho (ρ) — это сопротивление объекта. удельное сопротивление материала, из которого сделан объект, в Ом * метрах (Ом • м), L — длина объекта в метрах, а A — площадь поперечного сечения объекта в метрах в квадрате.Обратите внимание, что таблица удельного сопротивления материалов для постоянной температуры приведена справа.
Давайте попробуем на примере задачи вычислить электрическое сопротивление объекта:
Вопрос: Провод длиной 3,50 метра с площадью поперечного сечения
3,14 × 10 ^–6 м ² при 20 ° Цельсия имеет сопротивление 0,0625 Ом. Определите удельное сопротивление проволоки и материала, из которого она изготовлена.
Ответ:
Вопрос: При 20 ° C четыре проводящих провода из разных материалов имеют одинаковую длину и одинаковый диаметр.Какой провод имеет наименьшее сопротивление?
алюминий
золото
нихром
вольфрам
Ответ: (2) золото, потому что оно имеет самое низкое удельное сопротивление.

Электропроводник. Сопротивление, сечение, длина
Токопроводящая жила. Сопротивление, сечение, длина
Контрольно-измерительные приборы и автоматика
Windows ⁄ Android ⁄ macOS ⁄ iOS
В электротехнике иногда необходимо рассчитать параметры проводника в зависимости от вещества, из которого он сделан, сопротивления, сечения, длины и температуры.В приложение Instrumentation & Automation встроено устройство, которое позволяет вычислить:
Сопротивление электрического проводника с точки зрения его длины, поперечного сечения, температуры и вещества, из которого он сделан.
Длина электрического проводника в зависимости от его поперечного сечения, температуры и вещества, из которого он сделан.
Сечение электрического проводника для заданного тока ⁄ мощности.
Электрические свойства проводника сильно зависят от материала, из которого он сделан. Наиболее важные из них:
Удельное сопротивление проводящего вещества [ρ] , измеренное в Ом · м в международной системе единиц (СИ). Это означает, что единица удельного сопротивления в системе СИ — это удельное сопротивление вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м², сделанный из этого вещества, имеет сопротивление 1 Ом.
Также часто используется внесистемная единица Ом · мм² / м .
1 Ом · мм² / м = 10 ⁻⁶ Ом · м
Температурный коэффициент электрического сопротивления [α] характеризует зависимость электрического сопротивления от температуры и измеряется в Кельвинах минус первая степень К ^-1 . Это величина, равная относительному изменению удельного / электрического сопротивления вещества при изменении температуры на одну единицу. Расчет удельного сопротивления ρ _t при произвольной температуре t выполняется по классической формуле (1):
ρ _t = ρ ₂₀ [1 + α (t — 20)]
ρ _t — удельное сопротивление при температуре t
t — температура
ρ ₂₀ — удельное сопротивление при 20 ° C
α — температурный коэффициент сопротивления
Формула применима в небольшом диапазон температур: от 0 до 100 ° С.За пределами этого диапазона или для получения точных результатов используются более сложные вычисления.
Ниже представлена таблица наиболее популярных металлов для изготовления проводов с указанием их удельного сопротивления и температурных коэффициентов электрического сопротивления. Данные взяты из разных источников. Следует отметить, что как удельное сопротивление проводника, так и его температурный коэффициент электрического сопротивления зависят от чистоты металла, а в случае сплавов (стали) они могут существенно отличаться от марки к марке.
9038 9038 Для расчета свойств электрического проводника приложение Instrumentation & Automation работает со следующими входными / выходными параметрами и их единицами измерения:
Вещество, из которого сделан проводник (см. Таблицу 1)
Длина проводника. мм, см, м, км, дюймы, футы, ярды
Температура проводника. ° С, ° F
Диаметр проводника. мм
Сечение проводника. мм², kcmil
kcmil — тысяча круговых милов = 0,5067 мм²
Сопротивление проводника. Ом, кОм, МОм
Ниже на рисунках показаны скриншоты модулей Instrumentation & Automation application для расчета параметров проводника.
Расчет сопротивления электрического проводника
Рассчитываем сопротивление электрического проводника по формуле:
R = ρ * L / S
R — сопротивление электрического проводника
ρ — удельное сопротивление
рассчитано по формуле (1): ρ = ρ ₂₀ [1 + α (t — 20)]
ρ ₂₀ — удельное сопротивление проводника при температуре t = 20 ° C (таблица 1)
t — температура проводника
α — температурный коэффициент электрического сопротивления (таблица 1)
L — длина электрического проводника
S — сечение электрического проводника
Расчет длины электрического проводника
Длину электрического проводника рассчитываем по формуле:
L = R * S / ρ
L — длина электрического проводника
R — сопротивление электрического проводника
S — сечение электрического проводника
ρ — удельное сопротивление
рассчитано по формуле (1): ρ = ρ ₂₀ [1 + α (t — 20)]
ρ ₂₀ — удельное сопротивление проводника при температуре t = 20 ° C (таблица 1)
t — температура проводника
α — температурный коэффициент электрического сопротивления (таблица 1)
Расчет сечения электрического проводника
Минимальное сечение электрического проводника при допустимых потерях напряжения рассчитывается по формуле:
S = I * ρ * L / ΔU
S — сечение электрического проводника
I есть ток в электрической цепи
L — длина электрического проводника
с двухпроводной линией, длина жилы (значение L) увеличена вдвое
ΔU — допустимая потеря напряжения
ρ — удельное сопротивление
рассчитано по формуле (1): ρ = ρ ₂₀ [1 + α (t — 20)]
ρ ₂₀ — удельное сопротивление проводника при температуре t = 20 ° C (таблица 1)
t — температура проводника
α — температурный коэффициент электрического сопротивления (таблица 1)
Изучение и теория электрического тока
Эта глава включена в последующие разделы.Если вы хотите перейти непосредственно к элементу, Нажмите здесь!.
Что характеризует электрический ток? Мы знаем, что в хорошем электрическом проводнике есть кристаллическая решетка, образованная составляющими его атомами. Мы также знаем, что единственные элементы атомов, которые могут двигаться в проводнике, — это электроны. А для того, чтобы внутри проводника был поток электронов, мы должны иметь в нем ориентированное электрическое поле. Именно это электрическое поле, взаимодействуя с зарядом электрона, дает электронам достаточную электрическую силу для движения внутри проводника.Таким образом, мы можем понимать электрический ток как движение электрических зарядов. Давайте рассмотрим эту ситуацию подробнее.
В главе «Электрическое поле» мы уже видели уравнение. 71-02, который связывает электрическую силу, электрический заряд и электрическое поле. Для дидактики повторим здесь.
Мы должны понимать, что внутри проводника, когда действует электрическое поле, возникает электрическая сила, которая заставляет электроны ускоряться, приобретая кинетическую энергию. При смещении электронов происходит несколько столкновений с ионами металлов.В этих столкновениях электроны передают значительную часть кинетической энергии, способствуя увеличению тепловой энергии металла. В свою очередь, эта передача энергии вызывает повышение температуры металла. После столкновения электрон приобретает новую скорость и направление на своем пути. Итак, цикл начинается снова. Это заставляет электрон приобретать средняя скорость, отличная от нуля. Все это из-за электрического поля, порождающего так называемую скорость дрейфа. Основываясь на принципах механики, мы знаем, что скорость объекта пропорциональна его ускорению и времени в пути.Таким образом, мы можем написать:
Следует отметить, что каждый проводящий материал имеет плотность заряда, также известную как электронная плотность символизируется переменной n _e. Эта переменная представляет количество носителей на единицу объема и является характеристикой каждого материала. Стол 73-01 связывает некоторые из основных металлов с доступной плотностью электронов проводимости. Обратите внимание, что значения очень близки друг к другу.
Стол 73-01
Таблица 1
Металл Удельное сопротивление [ρ]
при t = 20 ° C, Ом · мм² / м Температурный коэффициент электрического сопротивления
[α], К ⁻¹
Медь 0,0175 0,0043
Алюминий 0,0271 0,0039
Сталь 0,125 0,006
0,060041
Золото 0,023 0,004
Платина 0,107 0,0039
Магний 0,044 0,0039
0,12 0,0044
Вольфрам 0,055 0,005
Никель 0,087 0.0065
Никелайн 0,42 0,0001
Нихром 1,1 0,0001
Фехраль 1,25
Проводящий материал Электронная плотность (м ^{— 3})
Медь 8.5 х 10 ²⁸
Алюминий 6,0 x 10 ²⁸
Золото 5,9 x 10 ²⁸
Утюг 8,5 x 10 ²⁸
Серебро 5.8 х 10 ²⁸

Рассматривая кусок электрического провода длиной L и используя принципы механики, мы можем записать, что L = V _d △ t. Мы можем аппроксимировать кусок электрического провода определенной длины цилиндром площадью A и длиной L. Таким образом, объем этого цилиндра равен V = A L. С другой стороны, мы можем написать L = V _d △ t, где △ t — интервал времени прохождения электронов L. Таким образом, мы можем связать общее количество электронов N _e, содержащихся в объеме V, согласно ур.73-03.

И, по определению, электрический ток — это скорость количества заряда, который проходит через участок проводника за единицу времени, а его единица измерения — кулон в секунду или ампер. Кроме того, мы определяем обычное понятие электрического тока как ток, который течет от наивысшего потенциала к самому низкому потенциалу. Чтобы определить полный заряд всех электронов, проходящих через провод, мы используем тот факт, что Q = e N _e, где e — заряд электрона, а его значение в кулонах равно e = 1.6 x 10 ^{— 19} С. Тогда мы можем написать это:
Делая упрощения возможными, мы приходим к уравнению электрического тока:
Конвенция о чувстве электроэнергии
Обычно направление электрического тока совпадает с направлением электрического поля, то есть как будто электрический ток является результатом движения положительного заряда. Для макроскопической теории нет разницы, является ли то, что движется внутри проводника, отрицательными или положительными зарядами.Таким образом, как только соглашение будет установлено, результаты будут правильными.

4. Плотность электрического тока
Еще одна интересная величина для изучения — это так называемая плотность тока, J, определяемая как отношение между электрическим током в амперах, который проходит через провод, и площадью поперечного сечения провода в квадратных метрах.
Ур. 73-06 также можно выразить в легко измеримых количествах, если мы рассмотрим кусок провода длиной L и площадью поперечного сечения.A. Мы знаем, что закон Ома задается формулой V = R I, где V — разность потенциалов между концами провода. Но мы также знаем, что V = E L. и J = I A. Итак, мы можем связать все эти уравнения и написать:
Алгебраическая работа на ур. 73-07, получаем следующее выражение:
где L — длина провода в м, A — поперечное сечение провода в м. ², R — электрическое сопротивление провода в & Omega; . Обратите внимание, что выражение в круглых скобках будет иметь в качестве единицы измерения Ω ^-1 m ^-1, что и является единицей измерения проводимости, которую мы изучим в следующем пункте.Следует отметить, что это оправдывает уравнение. 73-11.

5. Электропроводность и удельное электрическое сопротивление
Как мы видели в предыдущем пункте, плотность тока дается уравнением. 73-06, где очевидна его прямая связь со скоростью дрейфа электронов, V _d. Помещая это уравнение вместе с ур. 73-02, мы можем написать, что:
Обратите внимание, что ур. 73-09 показывает, что для данной напряженности электрического поля более высокая плотность тока, если проводящий материал имеет большую плотность электронов, n _e, или большое время столкновения.Таким образом, чем выше значение этих переменных, тем лучше проводящий материал. Тогда мы можем определить проводимость σ из такого материала, как:
Сравнение ур. 73-08 с ур. 73-11 можно связать величины, участвующие в определении проводимости. Из этого определения мы можем переписать уравнение. 73-06 следующим образом:
Из этого уравнения мы можем получить важную информацию, например:
Каждый электрический ток вызывается электрическим полем, которое воздействует на носители заряда.
Плотность электрического тока и, следовательно, электрического тока линейно зависят от напряженности электрического поля.
Плотность электрического тока также зависит от электропроводности материала.
Примечательно, что на проводимость влияют температура материала, кристаллическая структура и содержащиеся в нем примеси.
Еще одно важное практическое значение — это так называемое удельное сопротивление материала ρ, которое определяется как величина, обратная проводимости.. Затем:
Удельное электрическое сопротивление материала представляет собой сложность движения электронов внутри проводника из-за приложения электрического поля к материалу.
Наиболее известная и наиболее часто используемая единица измерения удельного сопротивления é o Ом м. Поскольку проводимость обратно пропорциональна удельному сопротивлению, единицей измерения является Ом ^-1 м ^-1.

6. Сохранение электрического тока
Учитывая, что электрический ток является следствием движения электронов внутри проводник из-за наличия электрического поля между его концами, можно сказать, что:
«Скорость, с которой электроны покидают один конец проводника, точно равна скорость, с которой электроны входят на другой конец проводника.»
Это означает, что электрический ток не может потребляться или создаваться в течение дирижер. Итак, то, что использует схема, — это кинетическая энергия, которую имеют электроны, будучи той же самой рассеивается при столкновении с ионами проволочной сетки, вызывая, как следствие, увеличение температура проводника. Итак, делаем вывод, что:
Принцип сохранения электрического тока
«Ток везде одинаковый в проводнике, по которому течет электрический ток.«

Как найти удельное сопротивление — Естественные науки 2021
Удельное сопротивление (ρ) — одна из величин, характеризующих электрическое сопротивление проводника. Если материал проводника известен, то это значение можно узнать из таблицы. Если проводник изготовлен из неизвестного материала, удельное сопротивление можно определить иначе.
Вам понадобится
— таблица сопротивлений;
— тестер.
Инструкция по эксплуатации
1
Укажите материал, из которого изготовлен проводник.Затем в таблице удельных сопротивлений найдите значение для этого материала. Обратите внимание, что обычно он имеет два значения. Единица в Ом ∙ м — берется, если в расчетах сечение жилы измеряется в м². Если сечение жилы измеряется в мм², то в этом случае лучше брать значение в Ом ∙ мм² / м.
2
Если материал проводника неизвестен, определите его удельное сопротивление самостоятельно. Для этого с помощью тестера, переведенного в режим омметра, найдите электрическое сопротивление проводника в Ом.Затем измерьте его рулеткой или линейкой в метрах, а штангенциркулем измерьте его диаметр в миллиметрах. Чтобы вычислить удельное сопротивление проводника, умножьте число 0,25 на его электрическое сопротивление, число π≈3,14 и квадрат диаметра проводника. Разделите полученное число на длину проводника ρ = 0,25 ∙ R ∙ π ∙ d² / л. Где R — электрическое сопротивление проводника, d — его диаметр, l — длина проводника.
3
Если по каким-либо причинам сразу не удается найти сопротивление проводника, определите это значение по закону Ома.Подключите провод к источнику питания. Подключите к нему тестер, сконфигурированный для измерения силы тока, и измерьте ток, протекающий через проводник, в амперах. Затем переключите тестер на измерение напряжения и подключите его к проводнику параллельно. Получите значение падения напряжения на проводнике в вольтах. Если провод подключен к источнику постоянного тока, при подключении тестера учитывайте полярность. Найдите сопротивление проводника, разделив значение напряжения на силу тока R = U / I.После этого рассчитайте удельное сопротивление, как описано выше.
.

Материал	Удельное сопротивление при 20 ^° C	Электропроводность при 20 ^° C	Температурный коэффициент
Углерод (графен)	1.00 * 10 ^-8	1,00 * 10 ⁸	— 0,0002
Серебро	1,59 * 10 ^-8	6,30 * 10 ⁷	0,0038
Медь	1.68 * 10 ^-8	5,96 * 10 ⁷	0,003862
Золото	2,44 * 10 ^-8	4,10 * 10 ⁷	0,0034
Алюминий	2.82 * 10 ^-8	3,50 * 10 ⁷	0,0039
Кальций	3,36 * 10 ^-8	2,98 * 10 ⁷	0,0041
Вольфрам	5.60 * 10 ^-8	1,79 * 10 ⁷	0,0045
цинк	5,90 * 10 ^-8	1,69 * 10 ⁷	0,0037
Никель	6.99 * 10 ^-8	1,43 * 10 ⁷	0,006
Утюг	9,71 * 10 ^-8	1,00 * 10 ⁷	0,005
Платина	1.06 * 10 ^-7	9,43 * 10 ⁶	0,00392
Олово	1,09 * 10 ^-7	9,17 * 10 ⁶	0,0045
Углеродистая сталь	1.43 * 10 ^-7	6,99 * 10 ⁶
Свинец	2,20 * 10 ^-7	4,55 * 10 ⁶	0,0039
Титан	4.20 * 10 ^-7	2,38 * 10 ⁶	0,0038
Константан	4,90 * 10 ^-7	2,04 * 10 ⁶	0,000008
Меркурий	9.80 * 10 ^-7	1,02 * 10 ⁶	0,0009
Углерод (графит)	2,50 * 10 ^-6 — 5,00 * 10 ^-6	2 * 10 ⁵ — 3 * 10 ⁵
Германий	4.60 * 10 ^-1	2,17
Кремний	6,40 * 10 ²	1,56 * 10 ^-3	-0,075
Стекло	1.00 * 10 ¹¹ — 1.00 * 10 ¹⁵	10 ^-15-10 ^-11
Воздух	1,30 * 10 ¹⁴ — 3,30 * 10 ¹⁴	3 * 10 ^-15-8 * 10 ^-15
тефлон	1.00 * 10 ²³ — 1.00 * 10 ²⁵	10 ^-25-10 ^-23

Таблица 1
Металл	Удельное сопротивление [ρ] при t = 20 ° C, Ом · мм² / м	Температурный коэффициент электрического сопротивления [α], К ⁻¹
Медь	0,0175	0,0043
Алюминий	0,0271	0,0039
Сталь	0,125	0,006
0,060041
Золото	0,023	0,004
Платина	0,107	0,0039
Магний	0,044	0,0039
0,12	0,0044
Вольфрам	0,055	0,005
Никель	0,087	0.0065
Никелайн	0,42	0,0001
Нихром	1,1	0,0001
Фехраль	1,25

Проводящий материал	Электронная плотность (м ^{— 3})
Медь	8.5 х 10 ²⁸
Алюминий	6,0 x 10 ²⁸
Золото	5,9 x 10 ²⁸
Утюг	8,5 x 10 ²⁸
Серебро	5.8 х 10 ²⁸

Удельное сопротивление

Удельное электрическое сопротивление металлов и сплавов, применяемых в электротехнике

Удельное электрическое сопротивление проводника. Что такое удельное сопротивление проводника

Электрическое сопротивление

Удельное электрическое сопротивление

Электрическая проводимость

Удельное сопротивление железа, алюминия и других проводников

Виды удельного сопротивления

Таблица

Железо как проводник в электротехнике

Таблица удельного электрического сопротивления металлов и сплавов в электротехнике

Удельное сопротивление металлов.

Удельное сопротивление сплавов.

Удельное электрическое сопротивление | Мир сварки

Удельное электрическое сопротивление материалов

ЛИТЕРАТУРА

Удельное сопротивление металлов, электролитов и веществ (Таблица)

Удельное сопротивление металлов и изоляторов

Таблица удельное сопротивление металлов

Таблица удельное сопротивление изоляторов

Удельное сопротивление чистых металлов при низких температурах

Отношение сопротивлении Rt/Rq чистых металлов при температуре Т °К и 273° К.

Удельное сопротивление электролитов

Удельное электрическое сопротивление — сталь

Удельное сопротивление | Викитроника вики

Удельное сопротивление некоторых материалов, используемых в электротехнике Править

Удельное электрическое сопротивление | формула, объемное, таблица

Формула расчета и величина измерения

Зависимость от температуры

Удельное объемное электрическое сопротивление

Использование в электротехнике

Категории и их описание

Характеристики металлов

Преимущества алюминия

Показатели стали и железа

Свойства натрия

Правила и особенности вычисления

Влияние температуры на измерение

Виды удельного сопротивления

Таблица

Железо как проводник в электротехнике

Рекомендуем также

Как найти удельное сопротивление

Сопротивление и удельное сопротивление

Задача обучения

Основные пункты

Термины

Сопротивление и удельное сопротивление

Закон Ома, сопротивление проводников

Материал — проводник — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Материал — проводник

Удельное сопротивление и проводимость: определение, причины, формула и единицы (с диаграммой)

Удельное электрическое сопротивление

Электропроводность

Расчет удельного сопротивления и проводимости

Температурная зависимость

Расчет удельного сопротивления при различных температурах

Сверхпроводники

Удельное сопротивление различных материалов — учебный материал для IIT JEE

Видео: Сопротивление и удельное сопротивление проводников

Стенограмма видео

Сопротивление

Электропроводник. Сопротивление, сечение, длина

Расчет сопротивления электрического проводника

Расчет длины электрического проводника

Расчет сечения электрического проводника

Изучение и теория электрического тока

Как найти удельное сопротивление — Естественные науки 2021

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики