От чего зависит удельное сопротивление проводника: металлического проводника

Работая с электрооборудованием, люди задаются вопросом — от чего зависит сопротивление проводника? Физическая величина отображает проводимость электрического тока. При рассмотрении вопроса учитывается длина проводника и его тип.

Что это такое

Препятствование прохождению тока по проводнику называют сопротивлением. Показатель высчитывается, исходя из разности электрических потенциалов. Дополнительно учитывается сила тока на проводнике. Основоположником теории принято считать Георга Ома. Ещё в 1826 году, проведены исследования электрического тока.

Сопротивление проводника

Важно! Василий Петров подтвердил закон электрической цепи и провел собственные исследования в жидкости.

Условия, определяющие сопротивление проводников

При определении сопротивления учитывается ряд характеристик:

• сечение элемента;
• длина проводника;
• удельное сопротивление;
• тип материала.

Предметы с высоким сопротивлением практически не проводят ток. Также есть обратная зависимость, которая прописана в законе Ома. Для расчета показателя учитывается электрическая проводимость. Она показывает возможность проводника принимать электрический ток.

Проводимость электрического тока

Изменения проводника при увеличении длины

Во время испытаний замечено, что при увеличении длины проводника его электрическое сопротивление увеличивается. Для проведения эксперимента, необходимо выбрать заготовки из одинакового материала. К примеру, это может быть проволока из никелина. Для считывания параметров используется амперметр, который подключен к зажимам.

Устанавливая заготовки меньшей длины, отмечено, что ток в цепи увеличивается. Даже на одном изделии можно поиграться с амперметром. Поставив щуп на середину заготовки, к примеру, может отображаться значение 50 ампер.

Показатель амперметра

Интересно! Если отводить его в сторону, к краю, чтобы увеличить дальность держателя, показатель тока будет снижаться. Тоже самое, касается проводников из других материалов.

Виды

Проводником называют среду или предмет, который способен проводить электрический ток. Внутри него, при подключении к источнику энергии, начинает активно двигаться заряженная частица. Амперметр показывает возрастание электрического напряжения в цепи. Рассматривая проводники разных типов, учитывается удельная электропроводность и тип материала:

• медь;
• алюминий;
• метал;
• золото;
• сплав никеля и хрома.

В научной среде есть понятие сверхпроводника, который считается идеальным. Он обладает значительным углом диэлектрической потери. Когда ток идёт от цепи, учитывается процент смещения. У сверхпроводника данный параметр минимален.

Из меди

Медь относится к компонентам 11 группы из таблицы химических элементов. По классификации он является пластинчатым, встречается в разных видах. Зачастую вещество имеет розовый оттенок. В электротехнике медь отличается низким удельным сопротивлением и лежит на одной нише с серебром, золотом.

Серебро и золото

Материал применим при изготовлении проводки, а также печатных плат. Ещё вещество востребовано при изготовлении электроприводов. Рассматривая сложные управляемые, электромеханические системы, заметно, что у них используются обмотки с низким удельным сопротивлением.

Если оценивать силовые трансформаторы, у них также применяется данный металл, однако он зачастую используется с примесями. Это необходимо, чтобы снизить показатель электропроводимости. В печатных платах медь используется на пару с алюминием. Рассматривая радиодетали, востребованными остаются сплавы на основе меди, которые также отличаются низким сопротивлением.

Разбирая персональные компьютеры, вещество встречается с бронзой либо латунью. Также используются добавки из цинка либо никеля. Чтобы повысить упругость проводника, применяются другие материалы, такие как олово, цинк. По таблице удельного сопротивления, веществу присвоен показатель 0,0157 Ом.

Свойства меди

Из алюминия

Среди элементов 13 группы в таблице выделяется алюминий. Он является отличным проводником в цепи, изготовлен из парамагнитного металла. По цвету наблюдается серебристый оттенок. Проводник хорошо поддается механической обработке. Помимо значительной электропроводимости, отмечается коррозийная стойкость.

При термической обработке образуется оксидная пленка, которая защищает поверхность. В природе предусмотрены различные соединения алюминия. Если рассматривать стандартную проволоку небольшого сечения, она востребована в электрических катушках. Вещество обладает низкой плотностью, а также массой, поэтому аналоги сложно подобрать. Используя алюминий в движущихся элементах, можно повысить их производительность.

Зачастую проводник встречается в жестких дисках, а также аудиосистемах. Востребованными остаются проволоки, покрытые слоем лака. Встречаются эмалированные аналоги, отличающиеся повышенной защищенностью. В качестве изоляции используется резина, берилл. Производители выпускают проводники с сечением от 0.003 мм.

Свойства алюминия

Помимо катушек индуктивности проволока может устанавливаться в индукторах, громкоговорителях, наушниках. Касательно соединений, встречаются варианты с алунитами. Дополнительная информация о физических свойствах:

• низкая температура плавления;
• высокая теплоемкость;
• значительная твёрдость;
• слабый парамагнетик;
• широкий температурный диапазон.

Алюминий встречается в печатных платах, поскольку поддается в штамповке. Коррозионная стойкость — дополнительное преимущество. Алюминиевые проводники являются популярными и востребованными в промышленности. Удельное сопротивление — 0,028 Ом. Также необходимо рассмотреть недостаток — значительное содержание примесей.

Из металла

Среди металлов, распространенными типами проводников считаются следующие:

• свинец;
• олово;
• платина;
• никель;
• вольфрам.

Свинец — это элемент из 14 группы, который может использоваться в качестве проводника. У него предельная плотность 11.35 грамм на кубический метр. Область применения ограничена, поскольку материал токсичен и относится к тяжелым металлам. История происхождения формулы неясна, есть лишь догадки.

Группы металлов

Если говорить о проводниковых элементах, то зачастую применяется нитрат свинца. В источниках тока, резервных блоках встречается версия с хлоридом. Рассматривая неорганические соединения, выделяется материал теллурид. Он подходит в качестве термоэлектрического проводника, поэтому используется в электростанциях разной мощности. Ещё металлический элемент востребован в холодильниках.

Если детально рассматривать теллурид, к числу особенности стоит приписать значительную диэлектрическую проницаемость. В составе помимо свинца имеется олово и теллур. По отдельности вещества встречаются в фоторезисторах и диодах. Если разбирать полупроводниковые приборы, элементы содержатся в стабилизаторах и указывают направление тока.

Важно! Олово — это проводник из 14 группы химических элементов. Материал безопасен, не содержит токсичных веществ.

Наравне с золотом, олово обладает отличными антикоррозионными свойствами. Зачастую в технике применяется дисульфид. Наиболее высокий показатель сопротивления показывает двуокись олова. В аккумуляторах он используется в чистом виде. Рассматривая гальванические элементы, стоит упомянуть про марганцево-оловянный диоксид.

Платина — это проводника с десятой группы химических элементов. Представленный металл имеет электросопротивление 0,098 Ом, и отличается повышенной плотностью. Если рассматривать сферу применения, то зачастую вещество встречается в лазерной технике. Речь идет о принтерах, а также измерительных приборах.

Свойства платины

Дополнительно платина используется в электромагнитных реле. В представленных автоматических устройствах он выступает проводником. Речь идет о механических, тепловых либо оптических реле. В электронных датчиках платина содержится в меньшем количестве, однако используется за счёт широкого диапазона температур. В частности, можно рассмотреть электронный термометр сопротивления. Резистивный элемент по большей части состоит из платины.

Из золота

Удельное сопротивление золота 0,023 Ом. Материал относится к первой группе металлов и по физическим свойствам является мягким. Золото встречается с примесями и в чистом виде. Плотность составляет 19,32 г/см³, сфера применения широка. В промышленности проводник востребован в качестве припоя.

Припой золото

Его разрешается наносить на различные поверхности, он служит отличным материалом для соединения заготовок, поскольку наблюдается низкая температура плавления. Также золото востребовано для защиты от коррозии.

Недостатки:

• мягкость материала;
• подвержен точечной коррозии.

Если использовать материал с добавками, то снижается температура плавления. Также это оказывает воздействие на механические свойства вещества.

Золото с добавками

Из сплавов никеля и хрома

Никель обладает удельным сопротивлением 0,087 Ом. Это элемент из 8 группы, который является пластинчатым. При термической обработке элемент покрывается пленкой оксида.

Особенности:

• высокое электрическое сопротивление;
• значительное линейное расширение;
• упругость.

Никель активно используется в качестве проводника в аккумуляторах.

Различные добавки:

• нихром;
• пермаллои;
• золото.

По сопротивлению элемент схож с константином, никелином. Хром является элементом шестой группы, проводник внешне имеет голубоватый оттенок. В качестве проводника он встречается в бытовой технике. Наиболее часто хром используется на пару с легированными сталями.

Свойства хрома

При соединении с нержавейкой образуется отличный проводник. Он демонстрирует антикоррозионные свойства, плюс повышенную твердость. На печатной плате элемент не боится износа. Устройства из хрома востребованы в авиакосмической промышленности.

Выше рассмотрены факторы, от чего зависит сопротивление проводника. Элементы изготавливаются из различных материалов, необходимо учитывать их свойства.

Электрическое сопротивление и его виды

Основные понятия и определения электротехники

Любые устройства, служащие для получения, передачи или потребления электроэнергии, обладают сопротивлением.

Электрическое сопротивление — это способность эле­мента электрической цепи противодействовать в той или иной степени прохождению по нему электрического тока. Сопротивление, в общем случае, зависит от материала эле­мента, его размеров, температуры, частоты тока и измеряется в омах (Ом). Различают активное (омическое), реактивное и полное сопротивления. Они обозначаются, соответственно, г, х, z. Используются также прописные буквы R, X, Z, чаще всего для обозначения элементов на электрических схемах:

 

 

Рис. 1.1. Электрическая схема цепи, содержащей два источника ЭДС с внутренними сопротивлениями R81 л R62, две активные и одну пассивную ветви,

соединенные в узлах а и Ь

Активное сопротивление элемента — это сопротивление постоянному току, Ом,

где р — удельное сопротивление материала, Ом-м,

 

а — температурный коэффициент сопротивления, °С»1;

t — интервал изменения температуры, °С;

/ — длина проводника, м;

5 — поперечное сечение проводника, м2.

Природу активного или омического сопротивления, связан­ного с нагревом материала, по которому протекает ток, объ­ясняют столкновением носителей заряда с узлами кристал­лической решетки этого материала.

Если электрическое сопротивление цепи или его элемента не зависит от величины проходящего тока, то такие цепи или элементы называют линейными. В противном случае говорят о нелинейных цепях.

Проводимость (активная) — величина обратная омичес­кому сопротивлению и измеряемая в сименсах (См):

 

В зависимости от величины удельной проводимости или

удельного сопротивления электротехнические материалы делят на проводники и диэлектрики или изоляторы (более подробные сведения в главах 3 и 4).

Индуктивное сопротивление — это сопротивление эле­мента, связанное с созданием вокруг него переменного или из­меняющегося магнитного поля. Оно зависит от конфигурации и размеров элемента, его магнитных свойств и частоты тока-

где xL — индуктивное сопротивление, Ом;

/ — частота тока, Гц;

со = Znf — угловая частота, рад/с;

L — индуктивность элемента цепи, (Гн).

Индуктивность можно определить как меру магнитной инерции элемента в отношении электромагнитного поля. По смыслу индуктивность в электротехнике можно уподобить массе в механике. Например, чем больше индуктивность элемента, тем медленнее и тем большую энергию магнитного поля он за­пасает.

Следует отметить, что индуктивным сопротивлением и, сле­довательно, индуктивностью обладают в разной мере все эле­менты электрической цепи переменного тока: обмотки электри­ческих машин, провода, шины, кабели и т. д. В цепях посто­янного тока индуктивное сопротивление проявляется лишь в переходных режимах.

Выражения для определения индуктивности элементов раз­личной конфигурации приведены в разделе 1.4.

Индуктивное сопротивление обозначается на электрических схемах:

где С —- электрическая емкость, Ф.

 

Емкостное сопротивление — это сопротивление элемента, связанное с созданием внутри и вокруг него электрического поля. Оно зависит от материала элемента, его размеров, конфигурации и частоты тока; измеряется в Омах (Ом):

Электрическую емкость можно определить как меру инертности элемента электрической цепи по отношению к электромагнитному полю. Электрическое поле между обклад­ками конденсатора создается вследствие разделения зарядов. Разделение зарядов происходит благодаря токам смещения, протекающим в диэлектрике между обкладки конденсатора под воздействием внешнего напряжения. Ток смещения следует понимать как процесс переориентации электрических диполей диэлектрика вдоль электромагнитного поля. Как видно, опреде­ление для тока, предложенное Фарадеем, наиболее привле­кательно для понимания сути токов смещения.

Таким образом, электромагнитная энергия аккумулируется в конденсаторе в виде энергии электрического поля, скон­центрированного в поляризованном диэлектрике между об­кладками конденсатора.

Если напряжение, приложенное к конденсатору, постоянно, то происходит его единичный заряд, после завершения которого ток через конденсатор, уменьшаясь, стремится к нулю. При перемен­ном напряжении происходит периодический перезаряд конденса­тора, поскольку токи смещения изменяют свой знак под воздейст­вием периодически изменяющего свой знак напряжения.

Практически все элементы электрической цепи переменного и постоянного тока в разной мере обладают емкостью. Для линий электропередач учет емкости поводов друг по отноше­нию к другу и по отношению к земле имеет принципиальное значение, поскольку влияет на режим электрических сетей. Например, обычные электрические кабели обладают емкост­ным сопротивлением порядка 10 Ом на 1 км.

На электрических схемах емкостные сопротивления обо­значаются:

 

 

 

 

 

 

Выражения для определения емкости элементов различной конфигурации приведены в разделе 1.4.

Реактивная проводимость, соответственно, делится на

 индуктивную, См,

и емкостную, См,

§11. Электрическое сопротивление — Начало. Основы. — Справочник

§11. Электрическое сопротивление.

    В любом проводнике направленному движению зарядов препятствуют его атомы и молекулы. Вот почему во внешней цепи и внутри источника энергии обнаруживается препятствие электрическому току. Величина, характеризующая противодействие электрической цепи прохождению тока, называется электрическим  сопротивлением.
     Источнику электроэнергии в замкнутой цепи приходится расходовать энергию на преодоление сопротивлений как внешней, так и внутренней цепей.
     Сопротивление обозначается буквой R ®, измеряется в Омах (Ом). 1Ом=1В/1А. Устройства, включаемые в цепь и обладающие сопротивлением, называются резисторами. На схемах они обозначаются так.

Рис. 1. Условное обозначение резисторов:
а) — общее обозначение;
б),в) -регулируемые резисторы:б) — реостат.

     Также сопротивления больших величин измеряют в килоомах (кОм) и мегоомах (мОм).
Электрическое сопротивление проводника зависит от материала, из которого он изготовлен, его длины и площади в поперечном сечении. Одно из электрических свойств материала проводника является его удельное электрическое сопротивление, которое измеряется Ом•м или Ом•мм2/м и обозначается буквой ρ. Отсюда можно записать формулу электрического сопротивления:
R=ρ·l/S.
Из этой формулы видно, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине этого проводника, удельному сопротивлению материала, из которого сделан данный проводник и обратно пропорционален площади поперечного сечения этого проводника.
      Сопротивление проводников зависит не только от материала, из которого он изготовлен, но также и от температуры. С увеличением температуры сопротивление металлических проводников увеличивается. Так, если принять R1 за сопротивление проводника при температуре Т1, а R2 – сопротивление этого же проводника, но при температуре Т2, то можно написать следующее:
R2=R1|1+α(T2-T1)|, где
α – температурный коэффициент сопротивления (ТКС).
ТКС зависит от металла, из которого сделан проводник. Эта формула справедлива только для не очень высоких температур – до 100-120 ˚С.
     Для регулирования сопротивления и тока в цепи, применяют регулируемые сопротивления – реостаты. Их изготовляют из проволоки, имеющее большое удельное сопротивление. Сопротивление может изменять как плавно, так ступенчато.
     Величиной, обратной сопротивлению электрическому току, называется электрической проводимостью проводника. Эта величина обозначается буквой g, единицей измерения – 1/Ом=См (сименс). Очевидно, что есть и величина, обратная удельному электрическому сопротивлению, которая называется γ.   γ=1/ρ.

 

Как сопротивление зависит от температуры

Многие металлы, например, такие как медь, алюминий, серебро обладают свойством проводимости электрического тока за счет наличия в их структуре свободных электронов. Также, металлы имеют некоторое сопротивление току, и у каждого оно свое. Сопротивление металла сильно зависит от его температуры.

Понять, как зависит сопротивление металла от температуры можно, если увеличивать температуру проводника, к примеру,  на участке от 0 до t2 °С. С увеличением температуры проводника, его сопротивление также увеличивается. Причем эта зависимость имеет практически линейный характер.

С физической точки зрения увеличение сопротивления с ростом температуры можно объяснить увеличением амплитуды колебаний узлов кристаллической решетки, что в свою очередь затрудняет прохождение электронов, то есть увеличивается сопротивление электрическому току. 

Глядя на график можно увидеть, что при t1 металл имеет сопротивление намного меньше, чем, например при t2. При дальнейшем снижении температуры можно прийти в точку t0, где сопротивление проводника будет практически равно нулю. Конечно, его сопротивление равно нулю быть не может, а лишь стремится к нему. В этой точке проводник становится сверхпроводником. Сверхпроводники используются в сильных  магнитах в качестве обмотки. На практике данная точка лежит намного дальше, в районе абсолютного нуля, и определить её по данному графику невозможно.

Для данного графика можно записать уравнение 

Воспользовавшись данным уравнением можно найти сопротивление проводника при любой температуре. Здесь нам понадобиться точка t0 полученная ранее на графике. Зная значение температуры в этой точке для конкретного материала, и температуры t1 и t2 можем найти сопротивления.

Изменение сопротивления с температурой используется в любой электрической машине, где прямой доступ к обмотке невозможен. К примеру, в асинхронном двигателе достаточно знать сопротивление статора в начальный момент времени и в момент, когда двигатель работает. Путём несложных расчётов, можно определить температуру двигателя, что на производстве делается в автоматическом режиме.

Просмотров: 4557

От каких величин зависит сопротивление проводника. Сопротивление проводника

Cтраница 1

Удельное сопротивление проводника зависит от температуры, давления, материала и др., вследствие чего от этих же факторов зависит и сопротивление проводника. Наибольшее практическое значение имеет зависимость удельного сопротивления, а следовательно, и сопротивления проводника, от температуры. В общем случае эта зависимость достаточно сложна.  

Удельное сопротивление проводников является величиной не постоянной, а зависящей от температуры. Для всех металлов сопротивление увеличивается с увеличением температуры. При небольших колебаниях температуры зависимость удельного сопротивления от температуры следует линейному закону. Для каждого металла существует определенный температурный коэффициент сопротивления а, который определяет собой изменение удельного сопротивления проводника, отнесенное к одному ому при повышении температуры на ГС.  

Удельное сопротивление проводников лежит в пределах от 10 — 6 до 10 — 2 ом-см, а технических диэлектриков от 109 до 1020 ом-см. Эти пределы в известной мере условны, но приближенно отражают установившиеся в технике представления.  

Удельное сопротивление проводника представляет собой сопротивление провода длиной I м и площадью поперечного сечения 1 мм2 при температуре 20 С.  

Удельное сопротивление проводников и непроводников зависит от температуры.  

Удельное сопротивление проводников первого рода зависит от температуры. Как правило, с ростом температуры оно повышается. Исключение составляют графит и уголь.  

Чем меньше удельное сопротивление проводника, тем меньшее количество тепла (при том же токе) в нем выделяется. При состоянии сверхпроводимости, когда удельное сопротивление становится неизмерим э малым, в проводнике при прохождении тока не выделяется сколько-нибудь заметного количества тепла. Так как при этом энергия тока никуда не тратится, то раз возбужденный в замкнутом сверхпроводнике то; поддерживается в нем неопределенно долго без затраты энергии извне.  

Изменение удельного сопротивления проводника под действием растягивающих или сжимающих усилий называют тензорезистивным эффектом. Он характеризуется тензочувст-вительностью, устанавливающей связь между относительным изменением сопротивления и относительной деформацией.  

Здесь р — удельное сопротивление проводника, остальные обозначения расшифрованы в предыдущей задаче.  

От чего зависит удельное сопротивление проводника.  

Если бы величина удельного сопротивления проводника р не зависела от его температуры, соотношение между допустимой плотностью тока / 1ДОп и допустимым превышением температуры проводника при коротком замыкании было бы относительно простым. В действительности удельное сопротивление р изменяется с нагревом проводника, и соотношение между плотностью тока и превышением температуры получается более сложным.  

Чтобы повысить величину удельного сопротивления проводников, применяют сплавы нескольких металлов. Установлено, что только сплавы с неупорядоченной структурой обладают повышенными значениями удельного сопротивления и малыми значениями температурного коэффициента сопротивления. Сплавами с неупорядоченной структурой называются такие, в кристаллической решетке которых нет правильного чередования атомов металлов, составляющих сплав. Эти сплавы составляют группу проводниковых материалов с большим удельным сопротивлением и малыми значениями температурного коэффициента удельного сопротивления. Все перечисленные группы проводников обладают высокой пластичностью, позволяющей получать провода диаметром до 0 01 мм и ленты толщиной 0 05 — 0 1 мм.  

Cтраница 2

Температурная зависимость сопротивления металлических проводников широко используется в технике для создания термометров сопротивления. Помещая в печь спираль известного сопротивления 7.0 и измеряя ее сопротивление Rt, можно согласно (15.10) определить температуру i печи. С другой стороны, эта температурная зависимость оказывает вредное влияние на работу точных электроизмерительных приборов, меняя сопротивление последних при изменении внешних условий.  

Согласно электронной теории сопротивление металлических проводников электрическому току возникает вследствие того, что носители тока — электроны проводимости при своем движении испытывают соударения с ионами кристаллической решетки. При этом движущиеся электроны передают ионам часть своей энергии, приобретенной ими при свободном пробеге в электрическом поле. Различие в сопротивлении различных металлов объясняется различием величины среднего свободного пробега электронов и количества свободных электронов в единице объема металла.  

С повышением температуры сопротивление металлических проводников увеличивается, а с понижением — уменьшается.  

При изменении температуры сопротивление металлических проводников меняется (при обычных температурах) по закону R Ro (1 — f — 0 004&), где / 4 — сопротивление при 0 С и & — температура по Цельсию. Этот закон справедлив для большинства чистых металлов. Проводник, сопротивление которого при 0 С равно 10 ом, равномерно нагревается от 8j 20 до 02 200 в течение 10 мин. В это время по нему идет ток под напряжением в 120 в.  

Согласно электронной теории сопротивление металлических проводников электрическому току возникает вследствие того, что носители тока — электроны проводимости при своем движений испытывают соударения с ионами кристаллической решетки. При этом движущиеся электроны передают ионам часть своей энергии, приобретенной ими при свободном пробеге в электрическом поле. Различие в сопротивлении различных металлов объясняется различием величины среднего свободного пробега электронов и количества свободных электронов в единице объема металла.  

От чего зависит сопротивление металлического проводника.  

При изменении температуры сопротивление металлических проводников меняется (при обычных температурах) по закону R RQ (l 0 0040), где Д0 — сопротивление при 0 С и 9 — температура по Цельсию. Этот закон справедлив для большинства чистых металлов. Проводник, сопротивление которого при 0 С равно 100м, равномерно нагревается от 0г 20 до 02 200 в течение 10 мин.  

С увеличением температуры сопротивление металлических проводников увеличивается, а при уменьшении — уменьшается.  

При изменении температуры сопротивление металлических проводников меняется (при обычных температурах) по закону R — R0 (l — f 0 0046), где Ro — сопротивление при О GC и 6 — температура по Цельсию. Этот закон справедлив для большинства чистых металлов. Проводник, сопротивление которого при 0 С равно 10 Ом, равномерно нагревается от 8i 20 до 62 200Э в течение 10 мин. В это время по нему идет ток под напряжением в 120 В.  

Опыты показывают, что сопротивление металлических проводников зависит от размеров проводника и материала, из которого изготовлен проводник.  

Какое явление приводит к увеличению сопротивления данного металлического проводника.  

АР и КР, определяется соотношением сопротивлений металлических проводников между рамой и катодом, с одной стороны, и между рамой и анодом, с другой стороны. Если подобрать сопротивление проводника, соединяющего раму с анодом, так, чтобы каждое из значений АР и КР находилось в пределах 0 8 — 1 5 в (при напряжении на ячейке 2 3 в), то рама не сможет участвовать в электрохимическом процессе и на ее поверхности не будут выделяться газообразные водород или кислород. Если же соединить раму с анодом при помощи проводника малого сопротивления, потенциал рамы может настолько сдвинуться в анодную сторону, что поверхность рамы включится в электрохимическую работу в качестве анода с выделением кислорода в катодное пространство и загрязнением водорода кислородом.  

Метод сопротивления основан на учете изменения сопротивления металлического проводника от его температуры.  

Общее сопротивление заземляющего устройства складывается из сопротивлений металлических проводников, заземляющих спусков и сопротивления, которое земля оказывает растеканию электрического тока. Активное сопротивление металлических проводников и заземляющих спусков настолько мало по сравнению с сопротивлением растеканию, что им, как правило, пренебрегают. Поэтому термин сопротивление заземляющего устройства означает не что иное, как сопротивление, которое оказывает прохождению электрического тока земля, окружающая металлические проводники. В процессе стекания тока в землю за-землитель приобретает по отношению к удаленным точкам земли потенциал, равный по своей величине падению напряжения, которое вызывается проходящим в земле током.  

Сопротивление проводника 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:

где ρ — удельное электрическое сопротивление, характеризующее материал проводника.

§ 13.4 Параллельное и последовательное соединение проводников

При последовательном соединении проводников

а) сила тока на всех участках цепи одинакова, т.е.

б) общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на отдельных её участках:

в) общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников:

или

(13.23)

При параллельном соединении проводников выполняются следующие три закона:

а) общая сила тока в цепи равно сумме сил токов в отдельных проводниках:

б) напряжение на всех параллельно соединённых участках цепи одно и то же:

в) величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлению каждого из проводников в отдельности:

или

(13.24)

§ 13.5 Разветвленные электрические цепи. Правила Кирхгофа

При решении задач, наряду с законом Ома, удобно использовать два правила Кирхгофа. При сборке сложных электрических цепей в некоторых точках сходятся несколько проводников. Такие точки называют узлами.

Первое правило Кирхгофа основано на следующих соображениях. Токи, втекающие в данный узел, приносят в него заряд. Токи, вытекающие из узла, уносят заряд. Заряд в узле накапливаться не может, поэтому величина заряда, поступающего в данный узел за некоторое время, в точности равна величине уносимого из узла заряда за то же самое время. Токи, втекающие в данный узел, считаются положительными, токи, вытекающие из узла, считаются отрицательными.

Согласно первому правилу Кирхгофа , алгебраическая сумма сил токов в проводниках, соединяющихся в узле, равна нулю .

(13.25)

I 1 + I 2 + I 3 +….+ I n =0

I 1 +I 2 =I 3 + I 4

I 1 + I 2 — I 3 — I 4 =0

Второе правило Кирхгофа: алгебраическая сумма произведений сопротивления каждого из участков любого замкнутого контура разветвленной цепи постоянного тока на силу тока на этом участке равна алгебраической сумме ЭДС вдоль этого контура .

(13.26)

Это правило особенно удобно применять в том случае, когда проводящем контуре содержится не один, а несколько источников тока (рис.13.8).

При использовании этого правила направления токов и обхода выбираются произвольно. Токи, текущие вдоль выбранного направления обхода контура, считаются положительными, а идущие против направления обхода –отрицательными. Соответственно положительными считаются ЭДС тех источников, которые вызывают ток, совпадающий по направлению с обходом контура.

ε 2 –ε 1 =Ir 1 +Ir 2 +IR (13.27)

Сопротивление проводника зависит от его длины. Электрическое сопротивление проводника

Содержание:

При проектировании электрических сетей в квартирах или частных домах в обязательном порядке выполняется расчет сечения проводов и кабелей. Для проведения вычислений используются такие показатели, как значение потребляемой мощности и сила тока, которая будет проходить по сети. Сопротивление не принимается в расчет из-за малой протяженности кабельных линий. Однако этот показатель необходим при большой длине ЛЭП и перепадах напряжения на различных участках. Особое значение имеет сопротивление медного провода. Такие провода все чаще используются в современных сетях, поэтому их физические свойства должны обязательно учитываться при проектировании.

Понятия и значение сопротивления

Электрическое сопротивление материалов широко используется и учитывается в электротехнике. Данная величина позволяет установить основные параметры проводов и кабелей, особенно при скрытом способе их прокладки. В первую очередь устанавливается точная длина проложенной линии и материал, использованный для производства провода. Вычислив первоначальные данные, вполне возможно измеряемого кабеля.

По сравнению с обычной электрической проводкой, в электронике параметрам сопротивления придается решающее значение. Оно рассматривается и сопоставляется в совокупности с другими показателями, присутствующими в электронных схемах. В этих случаях неправильно подобранное сопротивление провода, может вызвать сбой в работе всех элементов системы. Такое может произойти, если для подключения к блоку питания компьютера воспользоваться слишком тонким проводом. Произойдет незначительное снижение напряжения в проводнике, что вызовет некорректную работу компьютера.

Сопротивление в медном проводе зависит от многих факторов, и в первую очередь от физических свойств самого материала. Кроме того, учитывается диаметр или сечение проводника, определяемые по формуле или специальной таблице.

Таблица

На сопротивление медного проводника оказывают влияние несколько дополнительных физических величин. Прежде всего должна учитываться температура окружающей среды. Всем известно, что при повышении температуры проводника, наблюдается рост его сопротивления. Одновременно с этим происходит снижение силы тока из-за обратно пропорциональной зависимости обеих величин. В первую очередь это касается металлов с положительным температурным коэффициентом. Примером отрицательного коэффициента является вольфрамовый сплав, применяющийся в лампах накаливания. В этом сплаве сила тока не снижается даже при очень высоком нагреве.

Как рассчитать сопротивление

Для расчетов сопротивления медного провода существует несколько способов. К наиболее простым относится табличный вариант, где указаны взаимосвязанные параметры. Поэтому, кроме сопротивления, определяется сила тока, диаметр или сечение провода.

Во втором случае используются разнообразные . В каждый из них вставляется набор физических величин медного провода, с помощью которых получаются точные результаты. В большинстве подобных калькуляторов используется в размере 0,0172 Ом*мм 2 /м. В некоторых случаях такое усредненное значение может повлиять на точность вычислений.

Наиболее сложным вариантом считаются ручные вычисления, с использованием формулы: R = p x L/S, в которой р — удельное сопротивление меди, L — длина проводника и S — сечение этого проводника. Следует отметить, что сопротивление медного провода таблица определяет, как одно из наиболее низких. Более низким значением обладает лишь серебро.

Когда производится расчет сечения кабеля, то в частном домостроении или в квартирах для определения этой величины используются два показателя: потребляемая мощность сети и сила тока, проходящая по разводке. Сопротивление в данном случае роли не играет. Все дело в небольшой длине проводов. А вот если длина линии электропередач достаточно большая, то без определения данного показателя здесь не обойтись. К примеру, на начале участка напряжение будет 220-2240 вольт, а на конце уже заниженное 200-220 вольт. А так как все чаще в проводке используются медные кабели и провода, то наша задача в этой статье рассмотреть сопротивление медного провода (таблица сопротивления проводов будет ниже приложена).

Что нам дает сопротивление в общем? В принципе, с его помощью можно узнать параметры используемого провода или материал, из которого он изготовлен. К примеру, если для прокладки линии электропередачи использовался скрытый способ, то зная сопротивление линии, можно точно сказать, какой она длины. Ведь часто прокладка производится под землей и непрямолинейным способом. Или еще один вариант, зная длину участка и его сопротивление можно подсчитать диаметр используемого кабеля, а через него и его сечение. Плюс, зная данную величину, можно узнать материал, из которого этот провод был изготовлен. Это все говорит о том, что не стоит сбрасывать со счетов данный показатель.

Все это касалось электрической проводки, но когда дело касается электроники, то в этой области без определения сопротивления и сопоставления его с другими параметрами не обойтись. В некоторых случаях данный параметр может сыграть решающую роль, даже неправильный подбор провода по сопротивлению может привести к тому, что подключаемый к такому проводнику прибор просто не будет работать. К примеру, если к блоку питания обычного компьютера подключить очень тонкий провод. Напряжение в таком проводнике станет низким, не намного, но этого будет хватать, чтобы компьютер работал некорректно.

От чего зависит сопротивление

Так как мы говорим о медном проводе, то первое от чего зависит этот физический параметр, это медь, то есть, сырьевой материал. Второе – это размеры проводника, а, точнее, его диаметр или сечение (обе величины связаны между собой формулой).

Конечно, есть дополнительные физические величины, которые влияют на сопротивление проводника. К примеру, температура окружающей среды. Ведь известно, что при повышении температуры самого провода, его сопротивление увеличивается. А так как этот показатель находится в обратной зависимости от силы (плотность) тока, соответственно ток при повышении сопротивления, наоборот, снижается. Правда, это относится к тем металлам, которые являются обладателями положительного температурного коэффициента. Для примера можно привести сплав вольфрама, который используется для нити накала лампочки. Такому материалу изменения силы (плотность) тока не страшны при высоком нагреве, потому что этот металл обладает отрицательным температурным коэффициентом.

Расчет сопротивления

Сегодня все сделано для человека. И даже такой простой расчет можно сделать несколькими способами. Есть простые, есть сложные. Начнем с простых.

Первый вариант табличный. В чем его простота? К примеру, таблица на нижнем рисунке.

Здесь все четко показано и взаимосвязано. Зная определенные размеры медного провода, можно определить его сопротивление и силу тока, которую провод может выдержать. Или, наоборот, имея в наличие показатели сопротивления или силы (плотность) тока, которые, кстати, можно определить мультиметром, можно легко определить сечение или диаметр проводника. Данный вариант самый удобный, таблицы можно найти в свободном доступе в интернете.

Второй способ определения – с помощью калькулятора (онлайн). Таких интернетовских приспособлений великое множество, работать с ними удобно и легко. Можно в такой калькулятор вставлять физические величины медного проводника и получать размерные показатели, или, наоборот. Правда, основная масса таких калькуляторов в своей программе имеет одно стандартное значение – это удельное сопротивление меди, равное 0,0172 Ом·мм²/м.

И самый сложный вариант расчета – это провести его своими руками, используя формулу. Вот она: R=pl/S, где:

• р – это то самое удельное сопротивление меди;
• l – длина медного провода;
• S – его сечение.

Хотелось бы отметить, что медь обладает одним из самых низких удельных сопротивлений. Ниже него только серебро – 0,016.

Определить сечение проводника можно через формулу, где основным параметром является его диаметр. А вот определить диаметр можно разными способами, кстати, такая статья на нашем сайте есть, можете прочитать и получить полную и достоверную информацию.

Заключение о теме

Подводим итог всему вышесказанному. Конечно, никто не будет учитывать сопротивление электрической разводки медным кабелем в доме или квартире. Но если дело касается прокладки воздушных или подземных линий электропередач, к примеру, от подстанции до дачного участка, то данный показатель придется учитывать обязательно. Ведь именно он повлияет на качество напряжения в сети дома. А вот рассчитать параметры укладываемых кабелей можно будет разными способами, где показатель сопротивления медного провода (таблица приложена) является одним из основных.

Понятие об электрическом сопротивлении и проводимости

Любое тело, по которому протекает электрический ток, оказывает ему определенное сопротивление. Свойство материала проводника препятствовать прохождению через него электрического тока называется электрическим сопротивлением.

Электронная теория так объясняет сущность электрического сопротивления металлических проводников. Свободные электроны при движении по проводнику бесчисленное количество раз встречают на своем пути атомы и другие электроны и, взаимодействуя с ними, неизбежно теряют часть своей энергии. Электроны испытывают как бы сопротивление своему движению. Различные металлические проводники, имеющие различное атомное строение, оказывают различное сопротивление электрическому току.

Точно тем же объясняется сопротивление жидких проводников и газов прохождению электрического тока. Однако не следует забывать, что в этих веществах не электроны, а заряженные частицы молекул встречают сопротивление при своем движении.

Сопротивление обозначается латинскими буквами R или r .

За единицу электрического сопротивления принят ом.

Ом есть сопротивление столба ртути высотой 106,3 см с поперечным сечением 1 мм2 при температуре 0° С.

Если, например, электрическое сопротивление проводника составляет 4 ом, то записывается это так: R = 4 ом или r = 4ом.

Для измерения сопротивлений большой величины принята единица, называемая мегомом.

Один мегом равен одному миллиону ом.

Чем больше сопротивление проводника, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем легче электрическому току пройти через этот проводник.

Следовательно, для характеристики проводника (с точки зрения прохождения через него электрического тока) можно рассматривать не только его сопротивление, но и величину, обратную сопротивлению и называемую, проводимостью.

Электрической проводимостью называется способность материала пропускать через себя электрический ток.

Так как проводимость есть величина, обратная сопротивлению, то и выражается она как 1/R ,обозначается проводимость латинской буквой g.

Влияние материала проводника, его размеров и окружающей температуры на величину электрического сопротивления

Сопротивление различных проводников зависит от материала, из которого они изготовлены. Для характеристики электрического сопротивления различных материалов введено понятие так называемого удельного сопротивления.

Удельным сопротивлением называется сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Удельное сопротивление обозначается буквой греческого алфавита р. Каждый материал, из которого изготовляется проводник, обладает своим удельным сопротивлением.

Например, удельное сопротивление меди равно 0,017, т. е. медный проводник длиной 1 м и сечением 1 мм2 обладает сопротивлением 0,017 ом. Удельное сопротивление алюминия равно 0,03, удельное сопротивление железа — 0,12, удельное сопротивление константана — 0,48, удельное сопротивление нихрома — 1-1,1.

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, т. е. чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.

Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т. е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.

Чтобы лучше понять эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов, причем у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая. Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход ее в другой сосуд по толстой трубке произойдет гораздо быстрее, чем по тонкой, т. е. толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды. Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т. е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.

Электрическое сопротивление проводника равно удельному сопротивлению материала, из которого этот проводник сделан, умноженному на длину проводника и деленному на площадь площадь поперечного сечения проводника :

R = p l / S ,

Где — R — сопротивление проводника, ом, l — длина в проводника в м, S — площадь поперечного сечения проводника, мм 2 .

Площадь поперечного сечения круглого проводника вычисляется по формуле:

S = Пи х d 2 / 4

Где Пи — постоянная величина, равная 3,14; d — диаметр проводника.

А так определяется длина проводника:

l = S R / p ,

Эта формула дает возможность определить длину проводника, его сечение и удельное сопротивление, если известны остальные величины, входящие в формулу.

Если же необходимо определить площадь поперечного сечения проводника, то формулу приводят к следующему виду:

S = p l / R

Преобразуя ту же формулу и решив равенство относительно р, найдем удельное сопротивление проводника:

р = R S / l

Последней формулой приходится пользоваться в тех случаях, когда известны сопротивление и размеры проводника, а его материал неизвестен и к тому же трудно определим по внешнему виду. Для этого надо определить удельное сопротивление проводника и, пользуясь таблицей, найти материал, обладающий таким удельным сопротивлением.

Еще одной причиной, влияющей на сопротивление проводников, является температура .

Установлено, что с повышением температуры сопротивление металлических проводников возрастает, а с понижением уменьшается. Это увеличение или уменьшение сопротивления для проводников из чистых металлов почти одинаково и в среднем равно 0,4% на 1°C . Сопротивление жидких проводников и угля с увеличением температуры уменьшается.

Электронная теория строения вещества дает следующее объяснение увеличению сопротивления металлических проводников с повышением температуры. При нагревании проводник получает тепловую энергию, которая неизбежно передается всем атомам вещества, в результате чего возрастает интенсивность их движения. Возросшее движение атомов создает большее сопротивление направленному движению свободных электронов, отчего и возрастает сопротивление проводника. С понижением же температуры создаются лучшие условия для направленного движения электронов, и сопротивление проводника уменьшается. Этим объясняется интересное явление — сверхпроводимость металлов .

Сверхпроводимость , т. е. уменьшение сопротивления металлов до нуля, наступает при огромной отрицательной температуре — 273° C , называемой абсолютным нулем. При температуре абсолютного нуля атомы металла как бы застывают на месте, совершенно не препятствуя движению электронов.

Электрическое сопротивление — физическая величина, которая показывает, какое препятствие создается току при его прохождении по проводнику . Единицами измерения служат Омы, в честь Георга Ома. В своем законе он вывел формулу для нахождения сопротивления, которая приведена ниже.

Рассмотрим сопротивление проводников на примере металлов. Металлы имеют внутреннее строение в виде кристаллической решетки. Эта решетка имеет строгую упорядоченность, а её узлами являются положительно заряженные ионы. Носителями заряда в металле выступают “свободные” электроны, которые не принадлежат определенному атому, а хаотично перемещаются между узлами решетки. Из квантовой физики известно, что движение электронов в металле это распространение электромагнитной волны в твердом теле. То есть электрон в проводнике движется со скоростью света (практически), и доказано, что он проявляет свойства не только как частица, но еще и как волна. А сопротивление металла возникает в результате рассеяния электромагнитных волн (то есть электронов) на тепловых колебаниях решетки и её дефектах. При столкновении электронов с узлами кристаллической решетки часть энергии передается узлам, вследствие чего выделяется энергия. Эту энергию можно вычислить при постоянном токе , благодаря закону Джоуля-Ленца – Q=I 2 Rt. Как видите чем больше сопротивление, тем больше энергии выделяется.

Удельное сопротивление

Существует такое важное понятие как удельное сопротивление, это тоже самое сопротивление, только в единице длины. У каждого металла оно свое, например у меди оно равно 0,0175 Ом*мм2/м, у алюминия 0,0271 Ом*мм2/м. Это значит, брусок из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2 будет иметь сопротивление 0,0175 Ом, а такой же брусок, но из алюминия будет иметь сопротивление 0,0271 Ом. Выходит что электропроводность меди выше чем у алюминия. У каждого металла удельное сопротивление свое, а рассчитать сопротивление всего проводника можно по формуле

где p – удельное сопротивление металла, l – длина проводника, s – площадь поперечного сечения.

Значения удельных сопротивлений приведены в таблице удельных сопротивлений металлов (20°C)

Вещество	p , Ом*мм 2 /2	α,10 -3 1/K
Алюминий	0.0271
Вольфрам	0.055
Железо	0.098
Золото	0.023
Латунь	0.025-0.06
Манганин	0.42-0.48	0,002-0,05
Медь	0.0175
Никель
Константан	0.44-0.52	0.02
Нихром		0.15
Серебро	0.016
Цинк	0.059

Кроме удельного сопротивления в таблице есть значения ТКС, об этом коэффициенте чуть позже.

Зависимость удельного сопротивления от деформаций

При холодной обработке металлов давлением, металл испытывает пластическую деформацию. При пластической деформации кристаллическая решетка искажается, количество дефектов становится больше. С увеличением дефектов кристаллической решетки, сопротивление течению электронов по проводнику растет, следовательно, удельное сопротивление металла увеличивается. К примеру, проволоку изготавливают методом протяжки, это значит, что металл испытывает пластическую деформацию, в результате чего, удельное сопротивление растет. На практике для уменьшения сопротивления применяют рекристаллизационный отжиг, это сложный технологический процесс, после которого кристаллическая решетка как бы, “расправляется” и количество дефектов уменьшается, следовательно, и сопротивление металла тоже.

При растяжении или сжатии, металл испытывает упругую деформацию. При упругой деформации вызванной растяжением, амплитуды тепловых колебаний узлов кристаллической решетки увеличиваются, следовательно, электроны испытывают большие затруднения, и в связи с этим, увеличивается удельное сопротивление. При упругой деформации вызванной сжатием, амплитуды тепловых колебаний узлов уменьшаются, следовательно, электронам проще двигаться, и удельное сопротивление уменьшается.

Влияние температуры на удельное сопротивление

Как мы уже выяснили выше, причиной сопротивления в металле являются узлы кристаллической решетки и их колебания. Так вот, при увеличении температуры, тепловые колебания узлов увеличиваются, а значит, удельное сопротивление также увеличивается. Существует такая величина как температурный коэффициент сопротивления (ТКС), который показывает насколько увеличивается, или уменьшается удельное сопротивление металла при нагреве или охлаждении. Например, температурный коэффициент меди при 20 градусах по цельсию равен 4.1 · 10 − 3 1/градус. Это означает что при нагреве, к примеру, медной проволоки на 1 градус цельсия, её удельное сопротивление увеличится на 4.1 · 10 − 3 Ом. Удельное сопротивление при изменении температуры можно вычислить по формуле

где r это удельное сопротивление после нагрева, r 0 – удельное сопротивление до нагрева, a – температурный коэффициент сопротивления, t 2 – температура до нагрева, t 1 — температура после нагрева.

Подставив наши значения, мы получим: r=0,0175*(1+0.0041*(154-20))=0,0271 Ом*мм 2 /м. Как видите наш брусок из меди длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм 2 , после нагрева до 154 градусов, имел бы сопротивление, как у такого же бруска, только из алюминия и при температуре равной 20 градусов цельсия.

Свойство изменения сопротивления при изменении температуры, используется в термометрах сопротивления. Эти приборы могут измерять температуру основываясь на показаниях сопротивления. У термометров сопротивления высокая точность измерений, но малые диапазоны температур.

На практике, свойства проводников препятствовать прохождению тока используются очень широко. Примером может служить лампа накаливания, где нить из вольфрама, нагревается за счет высокого сопротивления металла, большой длины и узкого сечения. Или любой нагревательный прибор, где спираль разогревается благодаря высокому сопротивлению. В электротехнике, элемент главным свойством которого является сопротивление, называется – резистор . Резистор применяется практически в любой электрической схеме.

В своей работе электрик часто сталкивается с вычислением различных величин и преобразований. Так для корректного подбора кабеля приходится подбирать нужное сечение. Логика выбора сечения основана на зависимости сопротивления от длины линии и площади сечения проводника. В этой статье мы рассмотрим, как выполняется расчет сопротивления провода по его геометрическим размерам.

Формула для расчета

Любые вычисления начинаются с формулы. Основной формулой для расчета сопротивления проводника является:

R=(ρ*l)/S

Где R – сопротивление в Омах, ρ – удельное сопротивление, l – длина в м, S – площадь поперечного сечения провода в мм 2 .

Эта формула подходит для расчета сопротивления провода по сечению и длине. Из неё следует, что в зависимости от длины изменяется сопротивление, чем длиннее – тем больше. И от площади сечения – наоборот, чем толще провод (большое сечение), тем меньше сопротивление. Однако непонятной остаётся величина, обозначенная буквой ρ (Ро).

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление – это табличная величина, для каждого металла она своя. Она нужна для расчета и зависит от кристаллической решетки металла и структуры атомов.

Из таблицы видно, что самое меньшее сопротивление у серебра, для медного кабеля оно равняется 0,017 Ом*мм 2 /м. Такая размерность говорит нам, сколько приходится Ом при сечении в 1 миллиметр квадратный и длине в 1 метр.

Кстати, серебряное покрытие используется в контактах коммутационных аппаратов, автоматических выключателей, реле и прочего. Это снижает , повышает срок службы и уменьшает . При этом в контактах измерительной и точной аппаратуры используют позолоченные контакты из-за того, что они слабо окисляются или вообще не окисляются.

У алюминия, который часто использовался в электропроводке раньше, сопротивление в 1,8 раза больше чем у меди, равняется 2,82*10 -8 Ом*мм 2 /м. Чем больше сопротивление проводника, тем сильнее он греется. Поэтому при одинаковом сечении алюминиевый кабель может передать меньший ток, чем медный, это и стало основной причиной почему все современные электрики используют . У нихрома, который используется в нагревательных приборах оно в 100 раз больше чем у меди 1,1*10 -6 Ом*мм 2 /м.

Расчет по диаметру

На практике часто бывает так, что площадь поперечного сечения жилы не известна. Без этого значения ничего рассчитать не получится. Чтобы узнать её, нужно измерить диаметр. Если жила тонка, можно взять гвоздь или любой другой стержень, намотать на него 10 витков провода, обычной линейкой измерить длину получившейся спирали и разделить на 10, так вы узнаете диаметр.

Ну, или просто замерить штангенциркулем. Расчет сечения выполняется по формуле:

Обязательны ли расчеты?

Как мы уже сказали, сечение провода выбирают исходя из предполагаемого тока и сопротивления металла, из которого изготовлены жилы. Логика выбора заключается в следующем: сечение подбирают таким способом, чтобы сопротивление при заданной длине не приводило к значительным просадкам напряжения. Чтобы не проводить ряд расчетов, для коротких линий (до 10-20 метров) есть достаточно точные таблицы:

В этой таблице указаны типовые значения сечения медных и алюминиевых жил и номинальные токи через них. Для удобства указана мощность нагрузки, которую выдержит эта линия. Обратите внимание на разницу в токах и мощности при напряжении 380В, естественно, что это предполагается трёхфазная электросеть.

Расчет сопротивления провода сводится к использованию пары формул, при этом вы можете скачать готовые калькуляторы из Плэй Маркета для своего смартфона, например, «Electrodroid» или «Мобильный электрик». Эти знания пригодятся для расчетов нагревательных приборов, кабельных линий, предохранителей и даже популярных на сегодняшний день спиралей для электронных сигарет.

Материалы

Электрическое сопротивление — что это такое такое

Электрическое сопротивление — это противодействие отдельных участков цепи или всей электрической цепи прохождению электрического тока.
Величина, обратная проводимости, получила название электрического сопротивления (обозначение R или r). Таким образом,

r = 1/g
и
I = gU = U/r

Закон Ома устанавливает линейную зависимость между напряжением и током. Коэффициентом пропорциональности между напряжением на концах провода и протекающим по нему током является сопротивление провода. Величина сопротивления зависит от удельной проводимости и геометрических размеров провода.
Преобразуя формулу, найдем:
r = U/I
Выражая напряжение в вольтах (в), ток — в амперах (а), получим единицу сопротивления (в/а), которая называется ом (ом). Сопротивлением в 1 ом обладает проводник, в котором устанавливается ток в 1 а при напряжении на его зажимах в 1 в.
Электрическое сопротивление проводов, а также любого приемника (нагрузки) на схемах обозначается условно, как указано на рисунке:

Рис.1 Условное обозначение электрического сопротивления.
Единицей проводимости является величина, обратная ому,
т.е.
1/ом

Величина, обратная удельной проводимости, называется удельным сопротивлением.

Следовательно,

отсюда удельное сопротивление

Так как сопротивление проводов измеряется в омах, сечение обычно в квадратных миллиметрах, длина в метрах, то удельное сопротивление измеряется в ом • мм2/м, а удельная проводимость, как величина, обратная удельному сопротивлению, в м/ом • мм2.
Величины удельных сопротивлений и проводимостей для некоторых материалов даны в таблице:

Наименьшим удельным сопротивлением обладают медь и алюминий. Эти материалы применяются для изготовления проводов, по которым происходят передача и распределение электрической энергии от источников к потребителям, обмотки электрических машин и трансформаторов и др.
Для изготовления нагревательных приборов и реостатов применяются сплавы с большим удельным сопротивлением (нихром, фехраль и др.). В этом случае нужный для обмотки провод получается более коротким, и его проще разместить в нагревательном приборе.
Следует заметить, что термину «сопротивление» соответствуют два понятия:
1) как уже изложено выше, под сопротивлением понимают определенное свойство любого вещества (проводника). В этом смысле, например, говорят: лампа накаливания обладает сопротивлением 400 ом или провод обладает сопротивлением 0,5 ом;
2) сопротивлением называют устройство, обладающее упомянутым выше свойством, предназначенное для включения в электрическую цепь с целью регулирования, уменьшения или ограничения тока цепи. Таким устройством может служить, например, реостат, предназначенный для включения в электрическую цепь с целью регулирования тока путем изменения величины сопротивления. Реостат с подвижным контактом.

Проволочные реостаты выполняются с плавной или ступенчатой регулировкой сопротивления. В первом случае реостат состоит из трубки, изготовленной из какого-либо изолирующего материала, на которую наложена проволочная спираль. К виткам этой спирали прикасается подвижный контакт. Один зажим реостата соединяется с подвижным контактом, другой зажим — с одним из концов спирали. Перемещая подвижный контакт, можно изменять длину проволоки, расположенной зажимами реостата, и тем самым изменять величину сопротивления, включенного в цепь.
Пример 1. Определить ток в лампе накаливания, если ее сопротивление 200 ом, а напряжение на зажимах 120 в:
I = U / r = 120 / 200 = 0,6a
Пример 2. Каково напряжение на зажимах обмотки возбуждения двигателя, если ее сопротивление 60 ом, а ток 1,5 a ?
U = I • r = 1,5 • 60 = 90 в.

Электрическое сопротивление — Энциклопедия Нового Света

Электромагнетизм
Электричество · Магнетизм
Магнитостатика Окружной закон Ампера Магнитное поле Магнитный поток Закон Био-Савара Магнитный дипольный момент
Электродинамика Электрический ток Закон силы Лоренца Электродвижущая сила (EM) Электромагнитная индукция Закон Фарадея-Ленца Ток смещения Уравнения Максвелла (ЭМП) Электромагнитное поле (EM) Электромагнитное излучение
Тензоры в теории относительности Электромагнитный тензор Тензор энергии-импульса электромагнитный

Электрическое сопротивление объекта (или материала) является мерой степени, в которой объект противодействует электрическому току, проходящему через него.Обнаруженное Георгом Омом в 1827 году, электрическое сопротивление ^[1] имеет некоторые концептуальные параллели с механическим понятием трения. Единицей измерения электрического сопротивления в системе СИ является ом, обозначаемый как Ω. Обратная величина электрического сопротивления составляет , электрическая проводимость , измеренная в Сименсах.

Сопротивление объекта определяет количество тока, проходящего через объект, для заданной разности потенциалов (напряжения) на объекте. Таким образом, электрическое сопротивление равно отношению напряжения к электрическому току.Для самых разных материалов и условий электрическое сопротивление не зависит от величины тока, проходящего через объект, или величины напряжения на объекте. Другими словами, сопротивление R постоянно для данного материала.

Резистор 750 кОм, что определяется его электронным цветовым кодом. Для проверки этого значения можно использовать омметр.

Закон Ома

Математическое уравнение закона Ома можно записать как:

R = VI {\ displaystyle R = {\ frac {V} {I}}}

где

R — сопротивление объекта, измеренное в Ом, эквивалентное Дж • с / C ²

В — разность потенциалов на объекте, измеряемая в вольтах

I — ток через объект, измеряемый в амперах.

Отношение напряжения к электрическому току также называется хордальным сопротивлением.

Сопротивление проводника

Сопротивление постоянному току

Пока плотность тока полностью однородна, сопротивление R постоянному току проводника с регулярным поперечным сечением можно вычислить как

R = ℓ⋅ρA {\ displaystyle R = {\ ell \ cdot \ rho \ over A} \,}

где

ℓ — длина проводника, измеренная в метрах

A — площадь поперечного сечения, измеренная в квадратных метрах

ρ (греч .: rho) — удельное электрическое сопротивление ( также называют удельным электрическим сопротивлением () материала, измеряемым в Ом • метре.Удельное сопротивление — это мера способности материала противостоять электрическому току.

По практическим соображениям почти любое подключение к реальному проводнику почти наверняка будет означать, что плотность тока не является полностью однородной. Однако эта формула по-прежнему дает хорошее приближение для длинных тонких проводников, таких как провода.

Сопротивление переменному току

Если по проводу проходит высокочастотный переменный ток, то эффективная площадь поперечного сечения провода уменьшается из-за скин-эффекта.Это приводит к увеличению сопротивления провода со скоростью 10 дБ / декаду для радиуса провода, намного превышающего глубину скин-слоя.

В проводнике, расположенном рядом с другими, фактическое сопротивление выше, чем предсказанное скин-эффектом из-за эффекта близости.

Причины сопротивления

В металлах

Металл состоит из решетки атомов, каждый из которых имеет оболочку из электронов. Это также можно назвать решеткой положительных ионов. Внешние электроны могут отделяться от своих родительских атомов и путешествовать по решетке, создавая «море» электронов, делая металл проводником.Когда к металлу прикладывается разность электрических потенциалов (напряжение), электроны дрейфуют от одного конца проводника к другому под действием электрического поля.

Вблизи комнатной температуры тепловое движение ионов является основным источником рассеяния электронов (из-за деструктивной интерференции волны свободных электронов на некоррелирующие потенциалы ионов) и, таким образом, является основной причиной сопротивления металла. Дефекты решетки также вносят свой вклад в сопротивление, хотя их вклад в чистых металлах незначителен.

Чем больше площадь поперечного сечения проводника, тем больше электронов доступно для переноса тока, поэтому тем ниже сопротивление. Чем длиннее проводник, тем больше случаев рассеяния происходит на пути каждого электрона через материал, поэтому тем выше сопротивление. Различные материалы также влияют на сопротивление. ^[2]

В полупроводниках и изоляторах

В металлах уровень Ферми находится в зоне проводимости (см. Зонную теорию ниже), что приводит к появлению свободных электронов проводимости.Однако в полупроводниках положение уровня Ферми находится внутри запрещенной зоны, примерно на полпути между минимумом зоны проводимости и максимумом валентной зоны для собственных (нелегированных) полупроводников. Это означает, что при 0 Кельвина нет свободных электронов проводимости и сопротивление бесконечно. Однако сопротивление будет продолжать уменьшаться по мере увеличения плотности носителей заряда в зоне проводимости. В примесных (легированных) полупроводниках атомы примеси увеличивают концентрацию основных носителей заряда, отдавая электроны в зону проводимости или принимая дырки в валентной зоне.Для обоих типов донорных и акцепторных атомов увеличение плотности примеси приводит к снижению сопротивления. Следовательно, высоколегированные полупроводники ведут себя как металлические. При очень высоких температурах вклад термически генерируемых носителей будет преобладать над вкладом атомов примеси, и сопротивление будет экспоненциально уменьшаться с температурой.

В ионных жидкостях / электролитах

В электролитах электропроводность осуществляется не зонными электронами или дырками, а движущимися целыми атомными частицами (ионами), каждый из которых несет электрический заряд. {16}} Сверхпроводники 0 (точно)

Упрощенная теория полос

Квантовая механика утверждает, что энергия электрона в атоме не может быть произвольной величиной.Скорее, существуют фиксированные уровни энергии, которые могут занимать электроны, и значения между этими уровнями невозможны. Уровни энергии сгруппированы в две зоны: валентная зона и зона проводимости (последняя обычно выше первой). Электроны в зоне проводимости могут свободно перемещаться по веществу в присутствии электрического поля.

В изоляторах и полупроводниках атомы вещества влияют друг на друга, так что между валентной зоной и зоной проводимости существует запрещенная зона энергетических уровней, которую электроны не могут занять.Для протекания тока электрону необходимо передать относительно большое количество энергии, чтобы он мог перепрыгнуть через этот запрещенный промежуток в зону проводимости. Таким образом, даже большие напряжения могут давать относительно небольшие токи.

Дифференциальное сопротивление

Когда сопротивление может зависеть от напряжения и тока, дифференциальное сопротивление , инкрементное сопротивление или наклонное сопротивление определяется как наклон графика V-I в определенной точке, таким образом:

R = dVdI {\ displaystyle R = {\ frac {\ mathrm {d} V} {\ mathrm {d} I}} \,}

Эту величину иногда называют просто сопротивлением , хотя два определения эквивалентны только для омического компонента, такого как идеальный резистор.Например, диод — это элемент схемы, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения или тока.

Если график V-I не является монотонным (т. Е. Имеет пик или впадину), дифференциальное сопротивление будет отрицательным для некоторых значений напряжения и тока. Это свойство часто называют отрицательным сопротивлением , , хотя более правильно его называют отрицательным дифференциальным сопротивлением , , поскольку абсолютное сопротивление В, /, все еще является положительным.Примером такого элемента является туннельный диод.

Температурная зависимость

Около комнатной температуры электрическое сопротивление типичного металла изменяется линейно с температурой. При более низких температурах (ниже температуры Дебая) сопротивление уменьшается как T ⁵ из-за рассеяния электронов на фононах. При еще более низких температурах доминирующим механизмом рассеяния электронов являются другие электроны, и сопротивление уменьшается как T ² .{5} + cT \,}

, где R _imp — это не зависящее от температуры электрическое сопротивление из-за примесей, а a , b и c — коэффициенты, которые зависят от свойств металла. Это правило можно рассматривать как мотивацию для экспериментов Хайке Камерлинг-Оннеса, которые привели в 1911 году к открытию сверхпроводимости. Подробнее см. История сверхпроводимости.

Электрическое сопротивление типичного собственного (нелегированного) полупроводника экспоненциально уменьшается с температурой:

R = R0e − aT {\ displaystyle R = R_ {0} e ^ {- aT} \,}

Внешние (легированные) полупроводники имеют гораздо более сложный температурный профиль.При повышении температуры, начиная с абсолютного нуля, их сопротивление сначала резко падает, поскольку носители покидают доноры или акцепторы. После того, как большинство доноров или акцепторов потеряли своих носителей, сопротивление снова начинает немного увеличиваться из-за уменьшения подвижности носителей (как в металле). При более высоких температурах он будет вести себя как собственные полупроводники, поскольку носители от доноров / акцепторов становятся незначительными по сравнению с носителями, генерируемыми термически.

Электрическое сопротивление электролитов и изоляторов сильно нелинейно и зависит от конкретного случая, поэтому обобщенные уравнения не приводятся.

Измерение сопротивления

Прибор для измерения сопротивления называется измерителем сопротивления или омметром. Простые омметры не могут точно измерять низкие сопротивления, потому что сопротивление их измерительных проводов вызывает падение напряжения, которое мешает измерению, поэтому более точные устройства используют четырехконтактное измерение.

См. Также

Банкноты

1. ↑ Science Timeline (Ом обнаруживает сопротивление, и, следовательно, закон Ома, в 1827 году). Получено 19 октября 2008 года.
2. ↑ Суреш В. Веттор (сентябрь 2003 г.), Электропроводность и сверхпроводимость Резонанс , стр. 41-48. Проверено 25 октября 2008 года.
3. ↑ A. Matthiessen (1862), Rep. Brit. Асс , 32: 144.
4. ↑ A. Matthiessen (1864), Progg. Аналлен , 122: 47.

Список литературы

• Джанколи, Дуглас. 2007. Физика для ученых и инженеров, с современной физикой (главы 1-37), 4-е изд. Освоение серии физики.Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Prentice Hall. ISBN 978-0136139263
• Гибилиско, Стан. 2005. Демистификация электричества. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 0071439250
• Типлер, Пол Аллен и Джин Моска. 2004. Физика для ученых и инженеров, Том 2: Электричество и магнетизм, Свет, Современная физика , 5-е изд. Нью-Йорк: W.H. Фримен. ISBN 0716708108
• Янг, Хью Д. и Роджер А. Фридман. 2003. Физика для ученых и инженеров, , 11-е издание.Сан-Франциско: Пирсон. ISBN 080538684X

Внешние ссылки

Все ссылки получены 18 сентября 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в Энциклопедия Нового Света :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

Electric Resistance — The Physics Hypertextbook

Обсуждение

введение

Йех! Что за беспорядок.

Проводимость: С. Грей, 1729 г. — Сопротивление: Георг Симон Ом, 1827 г.

Обычная версия…

I ∝ V

..

I =	В	⇒	В = ИК	⇒	R =	В
	R					я

Variableogy…

• количество: сопротивление R
  единица: Ом [Ом] Георг Ом (1787–1854) Германия

Причудливая версия (магнитогидродинамическая версия?)…

Дж ∝ E

.

Дж = σ E

⇐

⇒

E = ρ Дж

Добро пожаловать в символ ада…

Электрические свойства

количество	символ	Единица СИ	символ	собственности…
сопротивление	R	Ом	Ом	объектов
проводимость	г	сименс	S
удельное сопротивление	ρ	Омметр	Ом · м	материалов
проводимость	σ	siemens на метр	См / м

Закон Ома не является серьезным законом.Это непростая физика. Разумные материалы и устройства подчиняются ему, но есть множество мошенников, которые этого не делают.

резисторы

Плохая выпивка гниет нашим молодым кишкам, но водка идет хорошо.

Лучше постройте крышу над гаражом, пока фургон не намок.

Коды маркировки резисторов и конденсаторов

цвет		цифра	множитель	допуск	tcr (10 −6 / К)
нет				± 20%
розовый			10 −3
серебро			10 −2	± 10%
золото			10 -1	± 5%
черный		0	10 0+		± 250
коричневый		1	10 1+	± 1%	± 100
красный		2	10 2+	± 2%	± 50
оранжевый		3	10 3+	± 0.05%	± 15
желтый		4	10 4+	± 0,02%	± 25
зеленый		5	10 5+	± 0,50%	± 20
синий		6	10 6+	± 0,25%	± 10
фиолетовый		7		± 0.10%	± 5
серый		8		± 0,01%	± 1
белый		9

материалы

Сопротивление и удельное сопротивление. Факторы, влияющие на сопротивление в проводящем проводе.

Проводники и изоляторы

Лучшие электрические проводники: серебро, медь, золото, алюминий, кальций, бериллий, вольфрам

Удельное сопротивление и проводимость взаимны.

Электропроводность металлов — это статистическая / термодинамическая величина.

Удельное сопротивление определяется рассеянием электронов. Чем больше рассеяние, тем выше сопротивление.

где…

σ =	Электропроводность [См / м]
n =	плотность свободных электронов [э / м 3 ]
e =	заряд электрона (1.60 × 10 −19 Кл)
м e =	масса электрона (9.11 × 10 −31 кг)
v rms =	Среднеквадратичная скорость электронов [м / с]
ℓ =	средняя длина свободного пробега [м]

Графит

Кому принадлежит эта идея? Нихром был изобретен в 1906 году, что сделало возможным электрические тостеры.

Полимеры электропроводящие.

Удельное сопротивление выбранных материалов (~ 300 K)
(Обратите внимание на разницу в единицах измерения между металлами и неметаллами.)

металлы	ρ (нОм м)	неметаллы	ρ (Ом · м)
алюминий	26,5	оксид алюминия (14 ° C)	1 × 10 14
латунь	64	оксид алюминия (300 ° C)	3 × 10 11
хром	126	оксид алюминия (800 ° C)	4 × 10 6
медь	17.1	углерод аморфный	0,35
золото	22,1	карбон, алмаз	2,7
утюг	96,1	углерод, графит	650 × 10 −9
свинец	208	оксид индия и олова, тонкая пленка	2000 × 10 −9
литий	92,8	германий	0.46
ртуть (0 ° C)	941	пирекс 7740	40 000
марганец	1440	кварц	75 × 10 16
нихром	1500	кремний	640
никель	69,3	диоксид кремния (20 ° C)	1 × 10 13
палладий	105.4	диоксид кремния (600 ° C)	70 000
платина	105	диоксид кремния (1300 ° C)	0,004
плутоний	1414	вода, жидкость (0 ° C)	861 900
серебро	15,9	вода, жидкость (25 ° C)	181 800
припой	150	вода, жидкость (100 ° C)	12 740
сталь, гладкая	180
сталь, нержавеющая	720
тантал	131
банка (0 ° C)	115
титан (0 ° C)	390
вольфрам	52.8
уран (0 ° C)	280
цинк	59

температура

Общее правило — удельное сопротивление увеличивается с увеличением температуры в проводниках и уменьшается с увеличением температуры в изоляторах. К сожалению, не существует простой математической функции для описания этих отношений.

Температурную зависимость удельного сопротивления (или обратной проводимости) можно понять только с помощью квантовой механики.Точно так же, как материя представляет собой совокупность микроскопических частиц, называемых атомами, а луч света — это поток микроскопических частиц, называемых фотонами, тепловые колебания в твердом теле представляют собой рой микроскопических частиц, называемых фононами . Электроны пытаются дрейфовать к положительному полюсу батареи, но фононы продолжают врезаться в них. Случайное направление этих столкновений нарушает попытку организованного движения электронов против электрического поля. Отклонение или рассеяние электронов на фононах — один из источников сопротивления.С повышением температуры количество фононов увеличивается, а вместе с ним и вероятность столкновения электронов и фононов. Таким образом, когда температура повышается, сопротивление повышается.

Для некоторых материалов удельное сопротивление линейно зависит от температуры.

ρ = ρ ₀ (1 + α ( T — T ₀ ))

Удельное сопротивление проводника увеличивается с температурой. В случае меди зависимость между удельным сопротивлением и температурой примерно линейна в широком диапазоне температур.

Для других материалов лучше работает соотношение сил.

ρ = ρ ₀ ( T / T ₀ ) ^μ

Удельное сопротивление проводника увеличивается с температурой. В случае вольфрама зависимость между удельным сопротивлением и температурой лучше всего описывается соотношением мощности.

см. Также: сверхпроводимость

разное

магнитосопротивление

фотопроводимость

жидкости

электролиты

газы

пробой диэлектрика

плазма

микрофоны

Угольный микрофон — ничто задом наперед

Микрофоны и принцип их работы

тип	звуков производят изменений в…	, что вызывает изменений…	, в результате чего изменений…
углерод	Плотность гранул	сопротивление	напряжение
конденсатор	сепаратор пластин	емкость	напряжение
динамический	расположение змеевика	флюс	напряжение
пьезоэлектрический	сжатие	поляризация	напряжение

Сопротивление — это свойство материала, ограничивающее поток электронов.На сопротивление влияют четыре фактора: температура, длина провода, площадь поперечного сечения провода и природа материала.
Когда в проводящем материале есть ток, свободные электроны движутся через материал и иногда сталкиваются с атомами. Эти столкновения заставляют электроны терять часть своей энергии, и, таким образом, их движение ограничивается. Это ограничение различается и определяется типом материала. Свойство материала, ограничивающее поток электронов, называется сопротивлением.
Когда через какой-либо материал, обладающий сопротивлением, проходит ток, в результате столкновений свободных электронов и атомов выделяется тепло. Следовательно, провод, который обычно имеет очень маленькое сопротивление, нагревается, когда через него проходит достаточный ток.
См. Также: Типы электрического заряда
Что такое единица измерения сопротивления?
Сопротивление R выражается в омах и обозначается греческой буквой омега (Ом).
«Сопротивление один Ом (1 Ом) существует, если в материале присутствует ток в один ампер (1 А), когда на материал подается один вольт (1 В).”
Что такое проводимость?
Сопротивление обратно пропорционально проводимости, обозначенной буквой G. Это мера легкости установления тока. Формула:

G = 1 / R

Единица измерения проводимости — Сименс, сокращенно S. Например, проводимость резистора 22 кОм G = 1/22 кОм = 45,5 мкс. Иногда устаревшая единица mho все еще используется для измерения проводимости.
См. Также: закон Кулона

Список факторов, влияющих на резистентность

Сопротивление уменьшается с повышением температуры.Термистор — это резистор, зависящий от температуры, и его сопротивление уменьшается с повышением температуры. Термистор используется в цепи, которая определяет изменение температуры. Есть четыре фактора, от которых зависит сопротивление.

• Длина (L)
• это площадь поперечного сечения (A)
• вид материала
• характер материала

Сопротивление провода зависит как от площади поперечного сечения и длины провода, так и от материала провода.Толстые провода имеют меньшее сопротивление, чем тонкие. Более длинные провода имеют большее сопротивление, чем короткие. Медная проволока имеет меньшее сопротивление тонкой стальной проволоки того же размера. Электрическое сопротивление также зависит от температуры. При определенной температуре и для конкретного вещества.

Как длина провода влияет на сопротивление?

Сопротивление R провода прямо пропорционально длине провода:

R α L… .. (1)

Это означает, что если мы удвоим длину провода, его сопротивление также увеличится вдвое, а если его длина уменьшится вдвое, его сопротивление станет наполовину.

Связь сопротивления с площадью:

Сопротивление R провода обратно пропорционально площади поперечного сечения A провода как:

R α 1 / A …… (2)

Это означает, что толстая проволока будет иметь меньшее сопротивление, чем тонкая. После объединения уравнений (1) и (2) получаем;

R α L / A

R = ρL / A…. (3)

Где ρ — коэффициент пропорциональности, известный как удельное сопротивление. Его значение зависит от типа проводника i.Медь, железо, олово и серебро будут иметь разные значения ρ. Из уравнения (3) имеем:

ρ = R A /L….(4)

Если L = 1 м, A = 1 м², то ρ = R. Таким образом, уравнение (4) дает определение.
См. Также: Разница между напряжением и током

Что такое удельное сопротивление?

Сопротивление куба вещества длиной один метр равно его удельному сопротивлению. Единица измерения ρ — ом-метр (Ом · м). Ниже приведена таблица некоторых металлов с удельным сопротивлением:

Удельное сопротивление металла (10-8 Ом)

• серебро 1.7
• Медь 1,69
• Алюминий 2,75
• Вольфрам 5,25
• Платина 10,6
• Утюг 9,8
• Нихром 100
• Графит 3500

Что такое проводники?
Материал или объект, который проводит тепло, электричество, свет или звук, называется проводником. Металлические провода являются хорошими проводниками электричества и обладают меньшим сопротивлением току.Почему металлы проводят электричество?… Металлы, такие как серебро и медь, имеют избыток свободных электронов, которые не удерживаются прочно с каким-либо конкретным атомом металла. Эти свободные электроны беспорядочно перемещаются во всех направлениях внутри металлов. Когда мы прикладываем внешнее поле, эти электроны могут легко двигаться в определенном направлении.
Это движение свободных электронов в определенном направлении под действием внешнего поля вызывает протекание тока в металлических проводах.

Как сопротивление увеличивается с температурой?

Проводники имеют низкое сопротивление.Сопротивление проводников увеличивается с повышением температуры. Это связано с увеличением количества столкновений электронов с собой и с атомами металлов. Золото, серебро, медь, алюминий и другие металлы — хорошие примеры проводников. Земля также является очень хорошим и большим проводником.
Что такое изоляторы?
Материал, который с трудом передает энергию, например электрический ток или тепло, называется изоляторами. почему изоляторы не проводят электричество ?.Все материалы содержат электроны. Однако электроны в изоляторах, таких как резина, не могут двигаться. Они прочно связаны внутри атомов. Следовательно, ток не может течь через изолятор, потому что они не являются свободными электронами для протекания тока. Изоляторы имеют очень большое значение сопротивления. Стекло, дерево, пластик, мех, шелк и т. Д.

Сочетания сопротивлений в электрической цепи

Возможны две комбинации сопротивления в электрических цепях:

• Комбинация серий

• Параллельная комбинация

1. Комбинация серий:

В последовательных комбинациях резисторы подключаются встык, и электрический ток проходит через цепь одним путем.Это означает, что ток, проходящий через каждый резистор, одинаков.
Ток одинаков во всех точках последовательной цепи. Ток через каждый резистор в последовательной цепи такой же, как ток через все резисторы, включенные последовательно с ним. На приведенном выше рисунке три резистора подключены последовательно к источнику постоянного напряжения.
В любой точке этой цепи ток в этой точке должен быть равен току из этой точки. Также обратите внимание, что ток на каждом резисторе должен равняться току на каждом резисторе, потому что нет места, где часть тока может ответвиться и уйти в другое место.
Следовательно, ток в каждой секции цепи такой же, как ток во всех других секциях. У него есть только один путь, идущий от положительной (+) стороны источника к отрицательной (_) стороне.

Общее последовательное сопротивление:

Общее последовательное сопротивление последовательной цепи равно сумме сопротивлений каждого отдельного последовательного резистора. Когда резисторы подключаются последовательно, значения резисторов складываются, потому что каждый резистор оказывает сопротивление току прямо пропорционально его сопротивлению.Чем больше количество резисторов, подключенных последовательно, тем больше сопротивление току. Чем больше сопротивление току, тем выше сопротивление. Таким образом, каждый раз, когда резистор добавляется последовательно, общее сопротивление увеличивается.
См. Также: Виды электрического заряда

Формула полного сопротивления в последовательном соединении:

Для любого количества отдельных резисторов, соединенных последовательно, общее сопротивление является суммой каждого из отдельных значений.

Rt = R1 + R2 + R3 + R4 + ……….. + Rn

Где Rt — полное сопротивление, а Rn — последний резистор в последовательной цепочке. Например, если есть 3 последовательно соединенных резистора. Формула общего сопротивления будет

Rt = R1 + R2 + R3

Если есть шесть последовательно соединенных резисторов (n = 6), формула общего сопротивления будет:

Rt = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 + R6

2: Параллельная комбинация:

Когда два или более резистора по отдельности подключены между одними и теми же двумя отдельными точками, они параллельны друг другу.Параллельная цепь обеспечивает более одного пути для тока.

Каждый текущий путь называется ветвью . Параллельная цепь — это еще одна цепь, имеющая более одной ветви. Три резистора подключены параллельно, как показано на рисунке выше. Когда резисторы соединены параллельно, ток имеет более одного пути. Количество путей тока равно количеству параллельных ветвей.

Формула для полного параллельного сопротивления:

Поскольку Vs — это напряжение на каждом из параллельных резисторов на приведенном выше рисунке, по закону Ома I = Vs / R :

Vs / Rt = Vs / R1 + Vs / R2 + Vs / R3 …….(1)

Член Vs может быть исключен из правой части уравнения и отменен с помощью Vs в левой части, оставив только члены сопротивления.

1 / Rt = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …… (2)

Напомним, что величина, обратная сопротивлению (1 / R), называется проводимостью , что соответствует , обозначенному буквой G. Единица проводимости — Сименс (s). Уравнение (2) может быть выражено в терминах проводимости как:

Гт = G1 + G2 + G2

Решите относительно Rt в уравнении (2), взяв обратную величину, инвертируя обе части уравнения.

Rt = 1 / (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)

Связанные темы:

Электрическое сопротивление | Encyclopedia.com

Электрическое сопротивление провода или цепи — это сопротивление протеканию электрического тока. Объект, сделанный из хорошего электрического проводника, например медь, будет иметь низкое сопротивление по сравнению с идентичным объектом из плохого проводника. Хорошие изоляторы, такие как резиновые или стеклянные изоляторы, обладают высоким сопротивлением.Сопротивление измеряется в омах (Ом) и связано с током в цепи и напряжением в цепи по закону Ома, В = IR (где В, — напряжение, I — ток, а R — сопротивление, все в соответствующих единицах). Иногда желательно сопротивление, например, в электронных компонентах, называемых резисторами, которые имеют определенное сопротивление. С другой стороны, сопротивление иногда нежелательно, как в проводах, предназначенных для передачи сигналов или мощности от одной точки к другой.

Когда ток течет через объект с ненулевым сопротивлением, энергия рассеивается в виде тепла. Количество мощности (энергия в единицу времени) P , рассеиваемая сопротивлением R , несущим ток I, определяется как P = I ² R . Мощность рассеивается в виде тепла. Потери мощности из-за резистивного нагрева являются причиной того, почему протяженные линии электропередач спроектированы так, чтобы иметь минимально возможное сопротивление и работать при возможном высоком напряжении; по закону Ома высокое напряжение означает низкий ток, а по закону силы тока низкий ток означает низкое рассеивание мощности.

Сопротивление данного куска провода зависит от трех факторов: длины провода, площади поперечного сечения провода и удельного сопротивления материала, из которого он состоит. Чтобы понять, как это работает, представьте себе воду, текущую по шлангу. Количество воды, протекающей по шлангу, аналогично току в проводе. Подобно тому, как через толстый пожарный шланг может пройти больше воды, чем через тонкий садовый шланг, толстый провод может пропускать больше тока, чем тонкий. Для провода чем больше площадь поперечного сечения, тем меньше сопротивление; чем меньше площадь поперечного сечения, тем выше сопротивление.Теперь рассмотрим длину. По очень длинному шлангу труднее протекать воде просто потому, что она должна течь дальше. Точно так же току труднее проходить по более длинному проводу. Более длинный провод будет иметь большее сопротивление. Удельное сопротивление — это свойство материала в проводе, которое зависит от химического состава материала, но не от количества материала или формы (длины, площади поперечного сечения) материала. Медь имеет низкое удельное сопротивление, но сопротивление данной медной проволоки зависит от ее длины и площади.Замена медного провода на провод той же длины и площади, но с более высоким удельным сопротивлением приведет к более высокому сопротивлению. В аналогии со шлангом это похоже на наполнение шланга песком. Через шланг, заполненный песком, будет течь меньше воды, чем через такой же свободный шланг. Фактически песок имеет более высокое сопротивление потоку воды. Таким образом, полное сопротивление провода представляет собой удельное сопротивление материала, составляющего провод, умноженное на длину провода, деленное на площадь поперечного сечения провода.

Электрическое сопротивление: что это такое? (Символ, формула, сопротивление переменному току и постоянному току)

Что такое электрическое сопротивление?

Сопротивление (также известное как омическое сопротивление или электрическое сопротивление) — это мера сопротивления току, протекающему в электрической цепи. Сопротивление измеряется в омах и обозначается греческой буквой омега (Ом).

Чем больше сопротивление, тем больше барьер против прохождения тока.

Когда к проводнику прикладывается разность потенциалов, начинает течь ток или начинают двигаться свободные электроны.При движении свободные электроны сталкиваются с атомами и молекулами проводника.

Из-за столкновения или препятствия скорость потока электронов или электрического тока ограничена. Следовательно, мы можем сказать, что существует некоторая оппозиция потоку электронов или току. Таким образом, это сопротивление, оказываемое веществом потоку электрического тока, называется сопротивлением.

Сопротивление проводящего материала оказывается…

• прямо пропорционально длине материала
• обратно пропорционально площади поперечного сечения материала
• зависит от природы материала
• Зависит от температура

Математически сопротивление проводящего материала может быть выражено как:

Где R = сопротивление проводника

= длина проводника

a = площадь поперечного сечения проводника

= константа пропорциональности материала, известная как удельное сопротивление или удельное сопротивление материала

Определение сопротивления 1 Ом

Если потенциал в 1 вольт приложен к двум выводам проводника и если через него протекает ток в 1 ампер считается, что сопротивление этого проводника равно одному Ом.

Что такое электрическое сопротивление, измеряемое в (единицах)?

Электрическое сопротивление измеряется в (единица СИ для резистора) Ом, и его представляет Ω. Единица ом (Ом) названа в честь великого немецкого физика и математика Георга Симона Ома.

В системе СИ ом равен 1 вольту на ампер. Таким образом,

Следовательно, сопротивление также измеряется в вольтах на ампер.

Резисторы производятся и имеют широкий диапазон номиналов.Единица измерения Ом обычно используется для умеренных значений сопротивления, но большие и малые значения сопротивления могут быть выражены в миллиомах, килоомах, мегаомах и т. Д.

Следовательно, производные единицы резисторов сделаны в соответствии с их значениями, как показано в таблице. Полученные единицы резисторов

Символ электрического сопротивления

Для определения электрического сопротивления используются два символа основных цепей.

Наиболее распространенным обозначением резистора является зигзагообразная линия, которая широко используется в Северной Америке.Другой символ цепи для резистора — это небольшой прямоугольник, широко используемый в Европе и Азии, называемый международным символом резистора.

Обозначение схемы резисторов показано на рисунке ниже.

Формула электрического сопротивления

Основная формула для сопротивления:

1. Соотношение между сопротивлением, напряжением и током (закон Ома)
2. Связь между сопротивлением, мощностью и напряжением
3. Связь между сопротивлением, мощностью и Текущий

Эти отношения показаны на изображении ниже.

Формула сопротивления 1 (закон Ома)

По закону Ома

Таким образом, сопротивление — это соотношение напряжения питания и тока.

Пример

Как показано на схеме ниже, напряжение питания составляет 24 В, а ток, протекающий через неизвестное сопротивление, равен 2 А. Определите неизвестное значение сопротивления.

Решение:

Заданные данные:

Согласно закону Ома,

Таким образом, мы получаем неизвестное значение сопротивления, используя уравнение.

Формула сопротивления 2 (мощность и напряжение)

Передаваемая мощность является произведением напряжения питания и электрического тока.

Теперь, подставив в вышеприведенное уравнение, мы получим:

Таким образом, мы получаем сопротивление — это отношение квадрата напряжения питания и мощности. Математически:

Пример

Как показано на схеме ниже, напряжение питания 24 В подается на лампу мощностью 48 Вт, определите сопротивление, обеспечиваемое лампой мощностью 48 Вт.

Решение:

Приведенные данные:

Согласно формуле,

Таким образом, мы получаем сопротивление лампы 48 Вт, используя уравнение.

Формула сопротивления 3 (мощность и ток)

Мы знаем, что,

Подставив в вышеприведенное уравнение, мы получим,

Таким образом, мы получаем сопротивление — это соотношение мощности и квадрата тока. Математически

Пример

Как показано на схеме ниже, ток, протекающий через лампу мощностью 20 Вт, составляет 2 А.Определяет сопротивление лампы мощностью 20 Вт.

Решение:

Приведенные данные:

Согласно формуле,

Таким образом, мы получаем сопротивление, предлагаемое лампой 20 Вт, используя уравнение.

Разница между сопротивлением переменному и постоянному току

Существует разница между сопротивлением переменному току и сопротивлением постоянному току. Обсудим это вкратце.

Сопротивление переменному току

Общее сопротивление (включая сопротивление, индуктивное реактивное сопротивление и емкостное реактивное сопротивление) в цепях переменного тока называется импедансом.Следовательно, сопротивление переменному току также называют импедансом.

Сопротивление = Импеданс, т.е.

Следующая формула дает значение сопротивления переменного тока или импеданса цепей переменного тока,

Сопротивление постоянному току

Величина постоянного тока постоянна, т. Е. В цепях постоянного тока нет частоты ; следовательно, емкостное и индуктивное сопротивление в цепях постоянного тока равны нулю.

Следовательно, только значение сопротивления проводника или провода играет важную роль при воздействии постоянного тока.

Таким образом, по закону Ома можно рассчитать значение сопротивления постоянному току.

Какой из них больше сопротивления переменному или постоянному току?

В цепях постоянного тока отсутствует скин-эффект, поскольку частота источника постоянного тока равна нулю. Следовательно, сопротивление переменному току больше по сравнению с сопротивлением постоянному току из-за кожных эффектов.

Обычно значение сопротивления переменному току в 1,6 раза превышает значение сопротивления постоянному току.

Электрическое сопротивление, нагрев и температура

Электрическое сопротивление и нагрев

Когда электрический ток (т.е.е., поток свободных электронов) проходит через проводник, между движущимися электронами и молекулами проводника возникает некоторое «трение». Это трение называется электрическим сопротивлением.

Таким образом, электрическая энергия, подводимая к проводнику, преобразуется в тепло за счет трения или электрического сопротивления. Это известно как нагревательный эффект электрического тока, вызванный электрическим сопротивлением.

Например, если I ампер протекает через проводник с сопротивлением R Ом в течение t секунд, подаваемая электрическая энергия составляет I ² Rt джоулей.Эта энергия преобразуется в тепло.

Таким образом,

Этот эффект нагрева используется для производства многих нагревательных электрических приборов, таких как электрический нагреватель, электрический тостер, электрический чайник, электрический утюг, паяльник и т. Д. Основной принцип этих приборов тот же , т.е. когда электрический ток протекает через высокое сопротивление (называемое нагревательным элементом), он, таким образом, производит необходимое тепло.

Один из наиболее часто используемых сплавов никеля и хрома, называемый нихромом, имеет сопротивление, более чем в 50 раз превышающее сопротивление меди.

Влияние температуры на электрическое сопротивление

На сопротивление всех материалов влияет изменение температуры. Эффект от изменения температуры различается в зависимости от материала.

Металлы

Электрическое сопротивление чистых металлов (например, меди, алюминия, серебра и т. Д.) Увеличивается с повышением температуры. Это увеличение сопротивления велико для нормального диапазона температур. Таким образом, металлы обладают положительным температурным коэффициентом сопротивления.

Сплавы

Электрическое сопротивление сплавов (например, нихрома, манганина и т. Д.) Также увеличивается с повышением температуры. Это увеличение сопротивления нерегулярное и относительно небольшое. Таким образом, сплавы имеют низкое значение положительного температурного коэффициента сопротивления.

Полупроводники, изоляторы и электролиты

Электрическое сопротивление полупроводников, изоляторов и электролитов уменьшается с повышением температуры. При повышении температуры создается много свободных электронов.Итак, происходит падение значения электрического сопротивления. Таким образом, такой материал имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления.

Общие вопросы о сопротивлении

Электрическое сопротивление человеческого тела

Сопротивление кожи человеческого тела высокое, но внутреннее сопротивление тела низкое. Когда человеческое тело сухое, его среднее эффективное сопротивление велико, а во влажном — сопротивление существенно снижается.

В сухих условиях эффективное сопротивление, обеспечиваемое человеческим телом, составляет 100 000 Ом, а во влажных условиях или при поврежденной коже сопротивление снижается до 1000 Ом.

Если электрическая энергия высокого напряжения попадает в кожу человека, она быстро разрушает человеческую кожу, и сопротивление, оказываемое телом, снижается до 500 Ом.

Электрическое сопротивление воздуха

Мы знаем, что электрическое сопротивление любого материала зависит от удельного сопротивления или удельного сопротивления этого материала. Удельное сопротивление или удельное сопротивление воздуха составляет около 20 ⁰ C.

Электрическое сопротивление воздуха является мерой способности воздуха противостоять электрическому току.Сопротивление воздуха возникает в результате столкновений передней поверхности объекта с молекулами воздуха. Двумя основными факторами, влияющими на величину сопротивления воздуха, являются скорость объекта и площадь его поперечного сечения.

Пробой или электрическая прочность воздуха составляет 21,1 кВ / см (среднеквадратичное значение) или 30 кВ / см (пиковое значение), что означает, что воздух обеспечивает электрическое сопротивление до 21,1 кВ / см (среднеквадратичное значение) или 30 кВ / см (пиковое значение). Если электростатическое напряжение в воздухе превышает 21,1 кВ / см (среднеквадратичное значение), происходит пробой воздуха; Таким образом, можно сказать, что сопротивление воздуха становится равным нулю.

Электрическое сопротивление воды

Удельное сопротивление или удельное сопротивление воды — это мера способности воды сопротивляться электрическому току, которая зависит от концентрации растворенных солей в воде.

Чистая вода имеет более высокое значение удельного сопротивления или удельного сопротивления, поскольку не содержит ионов. Когда соли растворяются в чистой воде, образуются свободные ионы. Эти ионы могут проводить электрический ток; следовательно сопротивление уменьшается.

Вода с высокой концентрацией растворенных солей будет иметь низкое удельное сопротивление или удельное сопротивление, и наоборот.В таблице ниже приведены значения удельного сопротивления для разных типов воды.

500

78 Электрооборудование хороший дирижер; следовательно, он имеет низкое значение сопротивления.Естественное сопротивление, обеспечиваемое медью, известно как удельное сопротивление или удельное сопротивление меди.

Значение удельного сопротивления или удельного сопротивления меди составляет.

Что вы называете феноменом, когда электрическое сопротивление равно нулю?

Когда электрическое сопротивление равно нулю, это явление называется сверхпроводимостью.

Согласно закону Ома,

Если электрическое сопротивление, т.е. R = 0, то

Следовательно, бесконечный ток, протекающий через проводник, если сопротивление этого проводника равно нулю; это явление известно как сверхпроводимость.

Мы также можем сказать, что если электрическое сопротивление равно нулю, оно имеет бесконечную проводимость.

Как сопротивление влияет на сопротивление?

Как мы знаем, сопротивление проводящего материала можно выразить как:

Где R = сопротивление проводника

= длина проводника

a = площадь поперечного сечения проводника

= константа пропорциональности материала, известная как удельное сопротивление или удельное сопротивление материала

Теперь, если тогда

Таким образом, удельное сопротивление или удельное сопротивление материала — это сопротивление, обеспечиваемое единицей длины и единицы площади поперечного сечения. материала.

Мы знаем, что каждый проводящий материал имеет разное значение удельного сопротивления или удельного сопротивления; таким образом, значение сопротивления зависит от длины и площади используемого проводящего материала.

Что такое удельное электрическое сопротивление? — Matmatch

Удельное электрическое сопротивление — это свойство, уникальное для каждого материала, которое необходимо понимать перед созданием и проектированием электрических и электронных систем. Знание того, как материалы различаются по удельному сопротивлению, дает информацию для выбора подходящих материалов, используемых для изготовления двигателей, электрических цепей, диэлектриков, резистивного нагрева и сверхпроводящих приложений.

Какое удельное электрическое сопротивление материала?

Удельное электрическое сопротивление, обозначаемое греческой буквой ρ (ро), является мерой сопротивления определенного материала заданного размера проводимости электрического тока, протекающего через него. Его также называют удельным электрическим сопротивлением или объемным сопротивлением [1]. Единица измерения удельного электрического сопротивления в системе СИ выражается в ом-метрах (Ом · м). Он также измеряется в единицах (мкОм · см). Изоляторы имеют высокие значения удельного электрического сопротивления в диапазоне 10 ¹⁰ Ом · м или более, тогда как металлические проводники имеют очень низкие значения удельного сопротивления в диапазоне 10 ^-8 Ом · м.

Какая формула удельного электрического сопротивления?

Удельное электрическое сопротивление (ρ) твердого объекта определяют путем пропускания электрического тока через образец и последующего измерения результирующего падения напряжения на определенной длине. Это выражается соотношением между электрическим полем внутри материала и протекающим электрическим током.

Фундаментальная взаимосвязь между сопротивлением материала потоку электронов представлена ​​законом Ома [2]:

где,

В = I.

рэнд

В — приложенное напряжение, (вольт: В)

Я электрика

л расход тока (амперы: A)

R — сопротивление материала (Ом: Ом)

Изображение 1 Источник для справки — https://www.subsurfaceinsights.com/images/ohmslaw.png

Путем деления напряжения на длину образца L, в результате чего возникает электрическое поле E, и тока на площадь поперечного сечения A, что приводит к плотности тока J, удельное электрическое сопротивление можно описать как внутреннее свойство материала следующим образом:

ρ — удельное электрическое сопротивление материала (ом-метр: Ом · м)

E — величина электрического поля в материале (вольт / метр: В / м)

Дж — величина плотности электрического тока в материале (ампер / кв.м: А / м ² )

Для идеального резистора или проводника с однородным поперечным сечением, физическим составом и равномерным током формула электрического сопротивления может быть записана как:

где,

R — электрическое сопротивление однородного образца (Ом: Ом)

A — площадь поперечного сечения образца (квадратные метры: ² м)

L — длина образца (метры: м) [2]

Проводимость, в отличие от удельного сопротивления, является свойством материала, которое связано с легкостью, с которой электрический ток может протекать в материале.Это величина, обратная удельному сопротивлению, выражается как 1 / ρ с единицей измерения Сименс / метр (См / м). Сверхпроводник имеет практически нулевое омическое сопротивление и бесконечную проводимость [3].

Удельное сопротивление в зависимости от сопротивления

Удельное сопротивление и сопротивление не следует путать друг с другом. Удельное сопротивление — это свойство материала, имеющее внутреннюю ценность, как и теплопроводность, в то время как сопротивление зависит от формы, геометрии и удельного сопротивления. Рассмотрим два стержневых образца из проводящего материала одинакового состава и длины, но разного диаметра.Ожидается, что удельное сопротивление будет одинаковым для обоих, но тот, у которого меньше площадь поперечного сечения, будет иметь относительно большее сопротивление. Если, однако, диаметры были одинаковыми, а длина одного стержня увеличилась, более длинный стержень будет иметь большее сопротивление. Таким образом, можно сказать, что сопротивление проводника пропорционально его длине (R ∝ L) [4].

Удельное сопротивление и температура

Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры, и для большинства материалов табличные значения обычно приводятся при комнатной температуре (20 ° C).Металлические проводники обычно имеют увеличивающееся удельное сопротивление пропорционально температуре, тогда как удельное сопротивление полупроводников, таких как кремний, уменьшается с повышением температуры. Это делает полупроводники идеальными для применения в электронике [2].

Удельное сопротивление и выбор материала

Электрические и электронные системы используют удельное электрическое сопротивление как ключевой параметр при выборе материала. Это позволяет дизайнерам определять правильный материал, который будет использоваться для конкретного приложения.Например, системы распределения электроэнергии полагаются на электрическое сопротивление для оценки линий электропередачи, заземления и материала почвы.

Материалы, которые служат проводниками, должны иметь низкий уровень удельного сопротивления, несмотря на то, что их протягивают в длинные тонкие провода. Знание удельного электрического сопротивления различных материалов дает информацию о практичности их использования и позволяет исследовать подходящие альтернативы. Например, хотя серебро и золото имеют низкие значения удельного сопротивления и являются отличными проводниками, они дороги по сравнению с медью.Медь обладает высокой пластичностью и высокой электропроводностью, поэтому она является лучшим вариантом. Удельное сопротивление также важно для определения материалов, которые должны действовать как изоляторы для размещения проводов и соединений.

Сопротивление и удельное сопротивление

Сопротивление и удельное сопротивление Авторские права © Майкл Ричмонд. Эта работа находится под лицензией Creative Commons License.

• Электрическое сопротивление измеряется в Ом :

                        1 вольт
              1 Ом = ---------
                        1 ампер
   

• Сопротивление проволоки или прутка протеканию электрического тока зависит как от его геометрии, так и от состава.
• Провода большого сечения (тонкие) имеют малое сопротивление; толстые обладают большим сопротивлением.
• Короткие провода имеют малое сопротивление; длинные имеют большое сопротивление.
• Различные материалы имеют разное удельное сопротивление . Единицы измерения удельного сопротивления — ом-метры.
• Сопротивление проволоки или прутка равномерного поперечного сечения может быть рассчитывается как

                              (удельное сопротивление) * (длина)
                Сопротивление = ------------------------
                               (площадь поперечного сечения)
   

• Удельное сопротивление материала зависит от его температуры.Большинство металлов имеют более низкое сопротивление при понижении температуры.
• Температурный коэффициент удельного сопротивления описывает изменение удельного сопротивления как функция температуры:

  
              удельное сопротивление (T) = удельное сопротивление (T0) * [1 - a * (T - T0)]
  
        куда
                  a = температурный коэффициент удельного сопротивления
                  T0 = ​​эталонная температура
   

• Некоторые материалы становятся сверхпроводниками , когда они падают ниже критическая температура.
  

  alexxlab

  Добавить комментарий Отменить ответ

  Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

  Комментарий *

  Имя *

  Email *

  Сайт

  Рубрики

  • Прост
  • Радио
  • Разное
  • Своими руками
  • Советы
  • Схем
  • Схемы
  • Транзист
  • Транзисторы
  • Электрон
  • Электроника

Типы воды	Удельное сопротивление в Ом · м
Чистая вода	20,000,000
Морская вода	20-25
Дождевая вода	20,000
Речная вода	200
Питьевая вода	2-200
Деионизированная вода	180,000